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共轭电纺法制备聚苯乙烯基磺酸钠和聚4-乙烯基吡啶的带电马赛克型纳米膜

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摘要

第一章 绪论

1.1 带电马赛克型膜

1.1.1 带电马赛克型膜分离原理

1.1.2 带电马赛克型膜研究进展

1.1.3 带电马赛克型膜的应用前景

1.2 静电纺丝技术

1.2.1 静电纺丝技术原理

1.2.2 静电纺丝技术研究进展

1.2.3 静电纺丝技术影响因素

1.3 选题意义

第二章 复合纳米纤维的制备及其影响因素分析

2.1 引言

2.2 实验

2.2.1 实验材料

2.2.2 PNaSS/P4VP复合纳米纤维的制备

2.2.3 负极纺丝液浓度对PNaSS/P4VP复合纳米纤维的影响

2.2.4 正极纺丝液浓度对PNaSS/P4VP复合纳米纤维的影响

2.2.5 针头直径大小对PNaSS/P4VP复合纳米纤维的影响

2.2.6 滚筒转速对PNaSS/P4VP复合纳米纤维的影响

2.2.7 两针尖之间距离对PNaSS/P4VP复合纳米纤维的影响

2.2.8 针尖到滚筒之间距离对PNaSS/P4VP复合纳米纤维的影响

2.2.9 流速对PNaSS/P4VP复合纳米纤维的影响

2.3 实验表征

2.4 结果与讨论

2.4.1 制备取向性复合纳米纤维薄膜

2.4.2 改变负极纺丝液浓度

2.4.3 改变正极纺丝液浓度

2.4.4 改变针头直径大小

2.4.5 改变滚筒转速

2.4.6 改变两针尖之间距离

2.4.7 改变针尖与滚筒之间距离

2.4.8 改变纺丝液流速

2.5 本章小结

第三章 PNaSS/P4VP马赛克型膜直径控制及其性能研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 实验试剂

3.2.2 复合纳米纤维直径控制实验

3.2.3 CM薄膜的水含量测试

3.2.4 CM薄膜的水不溶性测试

3.2.5 CM薄膜的机械性能测试

3.3 实验表征

3.4 结果与讨论

3.4.1 复合纳米纤维直径的控制

3.4.2 耐水性质

3.4.3 机械性能

3.5 本章小结

第四章 结论

致谢

参考文献

硕士期间研究成果

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摘要

本文采用带相反电荷的双针头共轭纺丝法制备带电马赛克型膜(CM膜)。聚苯乙烯基磺酸钠(PNaSS)和聚4-乙烯基吡啶(P4VP)分别作为阴离子和阳离子交换单元。PVA作为一种常用基质添加进去,并通过甲醛进行交联以增强膜的机械性能。纳米纤维的SEM、TEM和拉伸试验被用来表征CM薄膜。通过对共轭纺丝过程的研究,我们提出一种简单的计算公式去估算纤维的平均直径。通过对纺丝液浓度、滚筒转速、流量和针尖距离的研究,我们发现计算公式与实际试验结果是一致的。通过TEM图我们可以看出PNaSS和P4VP纤维很好地混合在一起。然而,由SEM图像可看出,纳米复合纤维的直径分布和取向性分布与纺丝过程的操作参数有很大关系。使用甲醛蒸汽对薄膜交联20小时,薄膜拉伸强度和杨氏模量分别达到11.3MPa和24.8MPa。同时对薄膜的水含量和不溶性亦进行考察。

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