采用静电纺丝/非溶剂致相分离制备聚丙烯腈多孔超细纤维的研究

以聚丙烯腈/二甲基亚砜/N,N'-二甲基甲酰胺三元体系为纺丝液、3℃水浴为接收介质,通过静电纺丝制备了具有纳米孔结构的静电纺聚丙烯腈多孔超细纤维.探讨了溶剂比例、接收介质、聚丙烯腈浓度、纺丝电压及接收距离等因素对纤维直径和表面孔隙率的影响.结果表明最佳制备条件为混合溶剂质量比1∶1、纺丝电压16 kV、聚丙烯腈浓度15 wt%、接收距离5 cm、纺丝速率0.7 mL/h、环境温度25℃、相对湿度40%～70%.在此条件下得到的聚丙烯腈多孔超细纤维直径在420～490 nm,平均直径468 nm,表面孔隙率3.4%,纤维内部形成大量孔径为8～30 nm的孔结构,且孔径分布均匀,孔形状相对一致.N2吸附脱附测试表明,聚丙烯腈多孔纤维的BET比表面积达43.86 m2/g,是相同直径无孔聚丙烯腈纤维比表面积理论值的6倍.通过研究聚丙烯腈/(二甲基亚砜+N,N'-二甲基甲酰胺)/水的三元相图,提出非溶剂致相分离是主要成孔机理.