熔体微分静电纺PBAT纤维膜的制备工艺研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.12.001

中国塑料 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (12): 1-5.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.12.001

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熔体微分静电纺PBAT纤维膜的制备工艺研究

何雪涛¹, 张毅¹, 莫振宇¹, 李长金², 王朔¹, 杨卫民¹, 李好义¹()

^1.北京化工大学机电工程学院，北京 100029
^2.中石化（北京）化工研究院有限公司，北京 100013

收稿日期:2022-07-11 出版日期:2022-12-26 发布日期:2022-12-20
通讯作者: 李好义（1987-），副教授，主要研究方向：高分子材料加工成型与先进制造，lhy@mail.buct.edu.cn
E-mail:lhy@mail.buct.edu.cn

Preparation process of PBAT fiber membrane by melt differential electrospinning

HE Xuetao¹, ZHANG Yi¹, MO Zhenyu¹, LI Changjin², WANG Shuo¹, YANG Weimin¹, LI Haoyi¹()

^1.College of Mechanical and Electrical Engineering，Beijing University of Chemical Technology，Beijing 100029，China
^2.SINOPEC （Beijing） Research Institute of Chemical Industry Co，Ltd，Beijing 100013，China

Received:2022-07-11 Online:2022-12-26 Published:2022-12-20
Contact: LI Haoyi E-mail:lhy@mail.buct.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

探究了聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）熔体静电纺性能，并研究了熔体微分静电纺工艺参数与PBAT纤维性能之间的关系。结果表明，随着纺丝温度的升高，纤维直径减小，纤维直径分布呈先减小后增大的趋势；随着纺丝电压的升高，纤维直径减小且分布均匀，纤维膜力学性能逐渐提高；当纺丝距离为9 cm，纺丝温度为260 ℃，纺丝电压为45 kV时，制备的纤维细度及均匀度最佳，其直径为4.31 μm，直径分布标准差为0.76，纤维膜拉伸强度为9.9 MPa、断裂伸长率为111.2 %。

关键词: 熔体静电纺丝, 聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯, 生物降解, 纤维直径, 超细纤维

Abstract:

The melt⁃electrospinning performance of poly （butyleneadipate⁃co⁃terephthalate）（PBAT） was investigated， and the relationship between the melt differential electrospinning process parameters and properties of the resultant PBAT fibers were studied. The results indicated that the fiber diameter decreased and its diameter distribution decreased at first and then tended to increase with an increase in spinning temperature. With an increase in spinning voltage， the fiber diameter decreased and the distribution was uniform. Meanwhile， the mechanical properties of the fiber membranes were improve gradually. The optimal fiber fineness and uniformity were obtained at a spinning distance of 9 cm， a spinning temperature of 260 ºC， and a spinning voltage of 45 kV. The obtained fibers exhibited a diameter of 4.31 μm， a standard diameter distribution deviation of 0.76. The fiber membranes obtained tensile strength of 9.9 MPa and elongation at break of 111.2 %.

Key words: melt electrospinning, poly （butyleneadipate?co?terephthalate）, biodegradation, fiber diameter, ultrafine fiber

中图分类号:

TQ 340.1⁺4

何雪涛, 张毅, 莫振宇, 李长金, 王朔, 杨卫民, 李好义. 熔体微分静电纺PBAT纤维膜的制备工艺研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(12): 1-5.

HE Xuetao, ZHANG Yi, MO Zhenyu, LI Changjin, WANG Shuo, YANG Weimin, LI Haoyi. Preparation process of PBAT fiber membrane by melt differential electrospinning[J]. China Plastics, 2022, 36(12): 1-5.

图/表 7

图1 熔体微分静电纺丝装置示意图［19］

Fig.1 Diagram of melt differential electrospinning device［19］

实验1	纺丝温度/℃	240	250	260	270	280
实验1	纺丝电压/kV	35
实验2	纺丝温度/℃			260
实验2	纺丝电压/kV	30	35	40	45	-

表1 实验变量设计

Tab.1 Experimental variable design

图2 不同纺丝温度下PBAT纤维形貌及直径分布变化图

Fig.2 The variation of PBAT fiber morphology and diameter distribution at different spinning temperature

图3 不同纺丝温度下PBAT纤维平均直径变化图

Fig.3 The variation of average fiber diameter at different spinning temperature

图4 不同纺丝电压下PBAT纤维形貌及直径分布变化图

Fig.4 The variation of PBAT fiber morphology and diameter distribution under different spinning voltage

图5 不同纺丝电压下纤维平均直径变化图

Fig.5 The variation of average fiber diameter under different spinning voltage

图6 不同纺丝电压下PBAT纤维力学性能变化图

Fig.6 The variation diagram of mechanical properties of PBAT fiber under different spinning voltage

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Preparation process of PBAT fiber membrane by melt differential electrospinning

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