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高压静电纺丝技术构筑一维微纳米结构材料

作　者: 赵一阳
导　师: 王策
学　校: 吉林大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 纳米纤维 二氧化锆 二氧化硅 静电纺丝 纺丝技术 复合纤维 纺丝溶液 高分子溶液 高分子材料 表面张力
分类号: TB383.1
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
下　载: 623次
引　用: 5次
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内容摘要


一维纳米结构材料,如纳米管、纳米棒、纳米线和纳米纤维等,由于其独特的光、电、磁等性质,备受人们的关注,已经成为了国际上的一个研究热点。本论文以高压静电纺丝技术为基础,结合模板法和溶胶-凝胶技术,从以下几个方面,围绕一维微纳米纤维的构筑展开研究。(1)以超高分子量聚丙烯酰胺为研究对象,研究了超高分子量对电纺丝过程的影响,并进一步研究了高分子溶液的流变特性对电纺丝产物形貌的影响;(2)采用高分子模板法制备无机纳米纤维(ZrO2、SiO2);(3)采用无模板法,结合溶胶-凝胶技术,利用溶胶作为纺丝溶液电纺丝制备二氧化硅纳米纤维,并对机理进行了初步探讨;(4)将无模板法进一步扩展,结合溶胶-凝胶技术,分别采用三种方法制备双组分无机复合纳米纤维(ZrO2/SiO2、SZ/SiO2)。

全文目录


提要  5-10
第一章 前言  10-53
  1.1 高压静电纺丝技术简介  11-12
  1.2 电纺丝技术的发展历史与现状  12-35
    1.2.1 电纺丝技术的起源  13-15
    1.2.2 高分子微/纳米纤维  15-18
    1.2.3 高分子复合纳米纤维  18-30
      1.2.3.1 金属/高分子复合纳米纤维  19-22
      1.2.3.2 非金属/高分子复合纳米纤维  22-28
      1.2.3.3 碳纳米管/高分子复合纳米纤维  28-30
    1.2.4 纳米结构的可控制备  30-33
    1.2.5 电纺丝设备用于工业化生产的初步探讨  33-35
  1.3 纤维形成机理  35-38
    1.3.1 纤维束的形成  35-36
    1.3.2 纤维束的移动和细化  36-37
    1.3.3 纤维束的固化  37-38
  1.4 电纺丝过程中影响纤维形貌的因素  38-43
    1.4.1 原料的影响  38-40
      1.4.1.1 溶剂  38-40
      1.4.1.2 聚合物  40
    1.4.2 溶液参数  40
    1.4.3 控制参数  40-42
      1.4.3.1 电压  41
      1.4.3.2 正负极间的距离  41-42
      1.4.3.3 溶液流速  42
    1.4.4 环境参数  42-43
  1.5 本论文的立题目的和意义  43-44
  参考文献  44-53
第二章 聚合物微/纳米纤维  53-74
  2.1 实验仪器和药品  53-54
    2.1.1 仪器  53-54
    2.1.2 药品  54
  2.2 聚丙烯酰胺微/纳米纤维的制备  54-55
    2.2.1 纺丝溶液的制备  54
    2.2.2 电纺丝过程  54-55
  2.3 电纺丝产物的形貌  55-58
  2.4 特殊形貌的纤维－螺旋和折叠纤维  58-59
  2.5 纺丝溶液浓度对纤维形貌的影响  59-60
  2.6 聚合物分子量对纤维形貌的影响  60-63
  2.7 纺丝溶液物理参数对纤维形貌的影响  63-66
  2.8 双组分溶剂对纤维形貌的影响  66-70
  2.9 本章小结  70-72
  参考文献  72-74
第三章 模板法制备无机纳米纤维  74-93
  3.1 实验仪器和药品  75-76
    3.1.1 仪器  75
    3.1.2 药品  75-76
  3.2 二氧化锆纳米纤维  76-82
    3.2.1 二氧化锆纳米纤维的制备  76
      3.2.1.1 前驱体纺丝溶液的制备  76
      3.2.1.2 二氧化锆纤维的制备  76
    3.2.2 二氧化锆纤维的形貌  76-79
    3.2.3 二氧化锆纤维结构的表征  79-82
  3.3 二氧化硅纳米纤维  82-89
    3.3.1 二氧化硅纳米纤维的制备  82-83
      3.3.1.1 前驱体纺丝溶液的制备  82-83
      3.3.1.2 二氧化硅纤维的制备  83
    3.3.2 二氧化硅纤维的形貌  83-84
    3.3.3 二氧化硅纤维结构的表征  84-89
  3.4 本章小结  89-91
  参考文献  91-93
第四章 无模板法制备无机纳米纤维  93-103
  4.1 实验仪器和药品  94
    4.1.1 仪器  94
    4.1.2 药品  94
  4.2 二氧化硅纳米纤维的制备  94-95
    4.2.1 二氧化硅纺丝溶胶的制备  94
    4.2.2 二氧化硅纳米纤维的制备  94-95
  4.3 结果与讨论  95-98
  4.4 溶胶纺丝机理的初步探讨  98-100
  4.5 本章小结  100-101
  参考文献  101-103
第五章 双组分无机复合纳米纤维  103-123
  5.1 实验仪器和药品  104-105
    5.1.1 仪器  104-105
    5.1.2 药品  105
  5.2 二氧化锆/二氧化硅复合纳米纤维  105-110
    5.2.1 二氧化锆/二氧化硅复合纳米纤维的制备  105-106
      5.2.1.1 含二氧化锆前驱体纺丝溶胶的制备  105
      5.2.1.2 二氧化锆/二氧化硅复合纳米纤维的制备  105-106
    5.2.2 二氧化锆/二氧化硅复合纳米纤维的表征  106-110
  5.3 硫酸化的二氧化锆/二氧化硅(SZ/SiO_2)复合纳米纤维  110-119
    5.3.1 硫酸化的二氧化锆/二氧化硅复合纳米纤维的制备  110-111
      5.3.1.1 二氧化硅溶胶的制备  110
      5.3.1.2 硫酸化的二氧化锆溶胶的制备  110
      5.3.1.3 硫酸化的二氧化锆/二氧化硅复合纳米纤维的制备  110-111
    5.3.2 一步法制备的 SZ/SiO_2 复合纳米纤维的表征  111-115
    5.3.3 两步法制备的 SZ/SiO_2 复合纳米纤维的表征  115-119
  5.4 本章小结  119-121
  参考文献  121-123
第六章 结 论  123-125
致谢  125-126
作者简历  126-132
中文摘要  132-135
(Abstract)  135-137

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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