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PVA纳米纤维自增强薄膜的制备及性能研究
PVA纳米纤维自增强薄膜的制备及性能研究
摘要：
近年来，纳米材料在材料科学领域中得到了广泛的研究和应用。PVA（聚乙烯醇）作为一种常用的聚合物，具有优良的物理化学性能，被广泛应用于复合材料中。本研究以PVA纳米纤维为增强材料，通过电纺丝技术制备了PVA纳米纤维自增强薄膜，并对其力学性能、热性能和表面形貌进行了研究。研究结果表明，PVA纳米纤维自增强薄膜具有较好的力学性能和热性能，纳米纤维的引入可以显著改善薄膜的性能。
关键词：PVA纳米纤维、自增强薄膜、电纺丝、力学性能、热性能
引言：
复合材料是将两种或两种以上的材料组合在一起，以发挥各种材料的优点并克服各种材料的缺点的新材料。纳米材料具有高比表面积、优异的力学性能和独特的光学、电学等性质，因此被广泛应用于复合材料的制备中。PVA是一种常用的聚合物，具有良好的可加工性和抗水解性等性能。本研究旨在探究PVA纳米纤维对薄膜性能的影响，为复合材料的制备提供新的思路和方法。
实验与方法：
1.材料准备：
本实验使用聚乙烯醇（PVA）、乙醇、纳米氧化铝（Al2O3）作为原料。将PVA溶解在乙醇中，然后加入适量的纳米氧化铝进行搅拌混合。
2.电纺丝制备PVA纳米纤维薄膜：
将PVA溶液注入电纺丝装置，将电纺丝装置预热至适当温度，然后通过高压电场使得溶液形成纳米纤维。收集并固化纳米纤维形成PVA纳米纤维薄膜。
3.薄膜性能测试：
对制备得到的PVA纳米纤维薄膜进行力学性能、热性能和表面形貌的测试。力学性能测试使用万能试验机进行拉伸测试，热性能测试采用热分析仪进行热失重分析，表面形貌测试使用扫描电镜进行表面观察。
结果与讨论：
PVA纳米纤维自增强薄膜具有较好的力学性能和热性能。拉伸测试结果显示，添加纳米纤维的PVA薄膜具有更高的断裂强度和断裂伸长率，说明纳米纤维的引入可以增强薄膜的力学性能。热失重分析表明，纳米纤维的添加可以提高PVA薄膜的热稳定性，降低热分解温度。扫描电镜观察结果显示，PVA纳米纤维自增强薄膜表面呈现出一定的纳米结构，纤维间的连接紧密，有利于增强薄膜的力学性能。
结论：
本研究通过电纺丝技术制备了PVA纳米纤维自增强薄膜，并对其力学性能、热性能和表面形貌进行了研究。实验结果表明，PVA纳米纤维的引入可以显著提高薄膜的力学性能和热性能。纳米纤维的引入使得薄膜表面呈现出一定的纳米结构，纤维间连接紧密，有利于增强薄膜的力学性能。因此，PVA纳米纤维自增强薄膜具有广阔的应用前景，在复合材料的制备中具有重要的意义。
参考文献：
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