聚合物纳米纤维的最终功能和适用性主要取决于其直径。本研究探讨了低密度聚乙烯(LDPE)熔体流动速率(MFRs)对激光熔体电纺纳米纤维直径的影响。将乙烯-乙烯醇(EVOH)共聚物添加到非极性LDPE中作为纺丝助剂。静电纺丝后,通过异丙醇/水溶液处理将EVOH从LDPE/EVOH共混纤维中去除,在最大MFR下,获得直径仅为190±85nm的LDPE纳米纤维。 随着MFR的增加,观察到纯LDPE和去除EVOH的LDPE纤维直径呈线性减小。但是,由于组分的熔体粘度提高,较高MFR下的LDPE/EVOH共混纤维的直径略有增加。从共混纤维中去除EVOH后,纤维直径大幅度减小,从而使超细纤维恢复到稳定的纳米尺寸。
图1.纯乙烯-乙烯醇(EVOH),不同LDPE熔体流速下的纯低密度聚乙烯(LDPE)和LDPE/EVOH混合物的(a)复数粘度,(b)储存,(c)损耗模量随角频率的变化
图2.不同熔体流速下的纯低密度聚乙烯(LDPE)和乙烯-乙烯醇(EVOH)纤维的扫描电子显微镜图像
图3.熔体流速(MFR)对纯低密度聚乙烯纤维直径的影响
图4.低密度聚乙烯(LDPE)/乙烯-乙烯醇(EVOH)共混纤维的扫描电子显微镜照片,LDPE的熔体流速(MFR)为:(a)13;(b)23;(c)45;(d)70;(e)145;(f)纯LDPE、纯EVOH和LDPE/EVOH共混纤维的直径比较
图5.从低密度聚乙烯(LDPE)/EVOH混合纤维中去除乙烯-乙烯醇(EVOH)后的扫描电子显微镜图像和直方图
图6.比较:(a)低密度聚乙烯(LDPE)/乙烯-乙烯醇(EVOH)共混物和去除EVOH的LDPE纤维的直径;(b)纯纤维直径和Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面积(SSA);(c)LDPE/EVOH共混纤维直径和BET SSA;(d)去除EVOH的LDPE纤维直径和BET SSA
图7.纯低密度聚乙烯(LDPE),去除乙烯-乙烯醇(EVOH)的LDPE和LDPE/EVOH纤维的差示热扫描 |