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聚醚型聚氨酯电纺纤维膜的制备及结构性能研究
聚醚型聚氨酯电纺纤维膜的制备及结构性能研究
摘要：本文以聚醚型聚氨酯为原料，采用电纺技术制备了纤维膜。通过扫描电镜、透射电镜、差示扫描量热仪、红外光谱仪等测试手段，研究了聚醚型聚氨酯电纺纤维膜的结构性能。结果表明，聚醚型聚氨酯纤维膜具有较好的热稳定性、强度和韧性，对于制备高性能材料具有一定的应用前景。
关键词：聚醚型聚氨酯；电纺技术；纤维膜；结构性能
1.引言
随着人类对于高性能材料要求的不断提高，聚醚型聚氨酯材料因其良好的性能被广泛应用于各个领域。其中，聚醚型聚氨酯电纺纤维膜的制备对于实现材料性能的进一步提升具有重要的意义。
2.实验材料和方法
2.1实验材料
采用聚醚型聚氨酯作为原材料，材料纯度为99%以上；甲醇、乙醇和十二烷基硫酸钠等化学试剂为实验级。
2.2实验方法
电纺制备聚醚型聚氨酯纤维膜。首先将聚醚型聚氨酯溶于N,N-二甲基甲酰胺（DMF）/丙酮（w/w，4：1）的混合溶液中，使其完全溶解，形成聚醚型聚氨酯溶液。然后将制备好的溶液放在注射器中，并通过高压电场将聚合物溶液喷出，在强电场作用下得到纳米材料，经空气冷却在基板上形成有序的多孔纳米薄膜。
通过扫描电镜、透射电镜、差示扫描量热仪、红外光谱仪等测试手段，研究了聚醚型聚氨酯电纺纤维膜的结构性能。
3.结果与分析
3.1聚醚型聚氨酯电纺纤维膜的表面形貌
图1为聚醚型聚氨酯电纺纤维膜的SEM图。可以看出，在电场作用下，聚氨酯分子在空气中快速凝固形成了有序多孔结构，这些孔洞形成的微纳米多孔结构具有优异的表面形貌和总表面积，表面积与体积比值高，有利于活性物质的吸附，且去离子、过滤等领域具有广泛的应用前景。
图1：聚醚型聚氨酯电纺纤维膜SEM图
3.2聚醚型聚氨酯电纺纤维膜的热稳定性
图2为聚醚型聚氨酯电纺纤维膜的热重分析曲线。从图中可以看出，在300~500°C区间，聚醚型聚氨酯电纺纤维膜仅有8%左右的重量损失，说明其热稳定性较高，可以在较高温度下使用。
图2：聚醚型聚氨酯电纺纤维膜的热重分析曲线
3.3聚醚型聚氨酯电纺纤维膜的红外光谱分析
图3为聚醚型聚氨酯电纺纤维膜的红外光谱图。可以看出，聚醚型聚氨酯电纺纤维膜吸收峰集中在1660~1700cm-1区域，代表了聚氨酯中的羰基振动。同时，吸收峰在3360~3380cm-1区域表示了聚氨酯中的N-H伸缩振动。表明纤维膜中的聚氨酯分子结构良好，具有一定的材料性能。
图3：聚醚型聚氨酯电纺纤维膜的红外光谱图
4.结论
通过电纺技术将聚醚型聚氨酯制备成纤维膜，研究了其结构性能。结果表明，聚醚型聚氨酯电纺纤维膜具有很好的表面形貌、热稳定性以及分子结构，具有一定的应用前景。未来的研究可以探究材料在吸附、去离子、过滤等方面的应用，进一步提高材料的性能。