針對靜電紡絲SiC纖維納米化的溶液參數(shù)優(yōu)化設(shè)計

編號：FTJS07195

篇名：針對靜電紡絲SiC纖維納米化的溶液參數(shù)優(yōu)化設(shè)計

作者：陳瑩 侯翼 成來飛

關(guān)鍵詞： 靜電紡絲 SiC納米纖維 聚碳硅烷(PCS)溶液 溶液參數(shù)優(yōu)化

機構(gòu)： 西北工業(yè)大學教育實驗學院 西北工業(yè)大學材料學院 新加坡國立大學淡馬錫實驗室

摘要： 一維SiC納米材料不僅具有陶瓷材料高強度、高模量、優(yōu)異的化學穩(wěn)定性和高溫穩(wěn)定性等優(yōu)勢,還擁有高比表面積、可設(shè)計的微結(jié)構(gòu)和可控介電性能,在電磁吸波領(lǐng)域有著重要應(yīng)用價值。靜電紡絲技術(shù)是一種制備連續(xù)納米纖維的有效方法,目前利用該方法制備SiC陶瓷纖維的研究還處于初期探索階段,適用的溶液體系和參數(shù)比較混雜且缺乏系統(tǒng)研究,特別是以SiC纖維納米化為目標的紡絲溶液體系優(yōu)化設(shè)計還未見報道。本研究以SiC納米纖維的紡絲前驅(qū)體聚碳硅烷(PCS)溶液為研究對象,系統(tǒng)分析了溶劑種類、高分子助紡劑種類和濃度、溶液配比和粘度、添加劑種類和添加量對紡絲纖維形貌和微結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律,進一步確定了以氯仿為溶劑、聚己內(nèi)脂酯(PCL)為助紡劑、乙酰丙酮鉿(Hf(acac)4)為添加劑的紡絲溶液體系。為了獲得結(jié)構(gòu)連續(xù)、形貌均一的SiC納米纖維,PCL的最優(yōu)濃度約為0.087 5 g/mL,PCS最優(yōu)濃度為0.125~0.15 g/mL,添加劑Hf(acac)4的濃度不超過0.025 g/mL。經(jīng)過紡絲溶液參數(shù)的優(yōu)化,成功獲得了平均直徑為340 nm的柔性SiC納米纖維薄膜。