1、（20届）本科毕业设计通过静电纺丝技术制备导电高分子纳米纤维PREPARINGCONDUCTIVEPOLYMERNANOFIBERSVIAELECTROSPINNING所在学院专业班级应用化学学生姓名学号指导教师职称完成日期年月摘要【摘要】静电纺丝技术主要用于纳米纤维的生产。近年来，研究学者们不断将静电纺丝技术应用于如工程塑料、导电聚合物、陶瓷和复合原料的纳米纤维生产，得到可控直径的纳米纤维。本文研究了静电纺丝技术的基本过程及原理，及导电高分子纳米纤维的研究现状，并利用二甲基甲酰胺DMF和聚4乙烯基吡啶静电混纺制成导电聚吡咯纳米纤维。纺丝电压为17KV时，纤维粗细不均匀，且纤维连续性不好；纺丝
2、电压为20KV时，纤维粗细比较均匀，连续性较好。【关键词】静电纺丝；纳米纤维；导电高分子通过静电纺丝技术制备导电高分子纳米纤维IIIPREPARINGCONDUCTIVEPOLYMERNANOFIBERSVIAELECTROSPINNINGABSTRACT【ABSTRACT】ELECTROSPINNINGISMAINLYUSEDFORTHEPREPARATIONOFNANOFIBERSRECENTLY,ELECTROSPINNINGHASBEENAPPLIEDINMANYAREAS,SUCHASENGINEERINGPLASTICS,CONDUCTIVEPOLYMERS,CERAMICSAND
3、THENANOFIBERPREPARATIONOFCOMPOSITEMATERIALSINTHISPAPER,THEBASICPROCESSANDPRINCIPLEOFELECTROSPINNINGHAVEBEENDISCUSSED,THESTATUSOFCONDUCTINGPOLYMERNANOFIBERSHASBEENSTUDIEDBESIDES,POLY4VINYLPYRIDINEANDDMFHAVEBEENUSEDTOPREPAREPOLYPYRROLENANOFIBERSVIAELECTROSPINNINGWHENTHEVOLTAGEIS17KV,THETHICKNESSOFTHEF
4、IBERISNOTAVERAGE,ANDITSCONTINUITYISNOTGOODWHILETHEVOLTAGEIS20KV,THETHICKNESSOFTHEFIBERISAVERAGE,ANDITSCONTINUITYISGOOD【KEYWORDS】ELECTROSPINNINGNANOFIBERSCONDUCTIVEPOLYMERS通过静电纺丝技术制备导电高分子纳米纤维IV目录1引言12静电纺丝技术概述121静电纺丝技术发展史122静电纺丝技术过程及原理2221静电纺丝技术基本过程2222静电纺丝技术原理研究3223静电纺丝的影响因素323静电纺丝的制备方法5231导电聚合物直接进行静
5、电纺丝制备微纳米纤维5232导电聚合物间接进行静电纺丝制备微纳米纤维5233导电聚合物和其它聚合物的混合物的共纺6234纤维模板法制备导电聚合物纤维73导电高分子纳米纤维研究现状831导电高分子纳米纤维简介832导电高分子纳米研究现状833导电高分子纳米纤维应用范围94实验部分941电纺聚合物原料与分子量表征942聚4乙烯基吡啶溶液的制备1043电纺装置105结果与讨论1051结果分析1052静电纺丝的影响因素11521纺丝电压11522溶剂11523喷头直径的影响116结论11参考文献14致谢错误未定义书签。通过静电纺丝技术制备导电高分子纳米纤维11引言纳米技术起源于20世纪80年代末、90
6、年代初，它是上世纪末发展起来的最具前沿性、科技性的学科。目前，世界上大多数发达国家都在进行纳米技术的研究，并在应用方面取得了极大的进展。我国在纳米材料方面的研究也取得了一定的成果。其中，纳米纤维技术由于其应用广泛普及，因此逐渐成为纳米技术研究的热点。纳米纤维是指纤维直径为1100NM的超微细纤维。通常意义上我们也把填充了纳米微粒的纤维称为纳米纤维。随着纳米纤维技术的快速发展与应用，纳米纤维技术已成为纳米技术及纤维科学的前沿。而导电高分子纳米材料不仅具有导电高分子自身独特的性质,同时还具有纳米结构赋予的特殊功能,因此其在微电子元件，光学传感器，各类感应器件,微型电化学器件等方面都有广泛的应用。静
7、电纺丝法、分子喷丝板纺丝法、化学法、聚合直接制造纳米直径纤维法，海岛形双组分复合纺丝法、无模板法、模板合成法等都是近年来制备导电高分子纳米纤维时较为常用的方法，而静电纺丝法是目前制备纳米纤维时最常用的基本方法。由于能直接、连续制备聚合物纳米纤维，因而成为国内外的研究热点。2静电纺丝技术概述21静电纺丝技术发展史静电纺丝的研究历史最早要追溯到19世纪末。1882年，RAYLEIGH发现带电液滴能否稳定存在，有一临界值，这一数值称为RAYLEIGH极限1。1915年，ZELENY2发现当调整带电液体的电荷总数与其自身表面张力的比例时，可以使喷嘴尖端的小液柱失稳产生电雾化结果。1964年，TAYLO
8、R以大量的试验研究工作为基础，总结出液体电雾化时，喷嘴尖端会形成一锥形液柱，命名为泰勒锥TAYLERCONE3。此外，静电纺丝技术最早由FORMHALS于1934年提出，随后的一段时间内不断有相关专利的出现，静电纺丝技术也越来越得到人们的重视。但是，早期的静电纺丝技术由于受制造工艺的限制，导致其在真正的实际应用中没有太多的发展空间。因此随后的几十年间，该技术的研究发展缓慢，没有太多的研究成果。直到20世纪80年代末90年代初，伴随着纳米技术研究的发展与深入，偶然发现由电纺制得的纤维通过静电纺丝技术制备导电高分子纳米纤维2直径可以达到纳米级，才使得这项技术重新受到研究学者们地重视，才有人开始对该
9、技术进行大量的实验和理论研究，并发表了大量的文献。近年来人们之所以对静电纺丝感兴趣，主要是因为与传统纺丝方法相比，该方法可以很容易的得到连续的纳米级或微米级纤维，而该纤维在很多领域有着巨大的应用前景。22静电纺丝技术过程及原理简单的说，静电纺丝技术与其他传统纺丝技术的不同在于静电纺丝技术是通过制备过程中仪器与液体之间的静电力作为牵引力来制备超细纤维。221静电纺丝技术基本过程静电纺丝装置主要包括高压电源，喷射装置如毛细管和收集装置如金属平板、铝箔等。图1为静电纺丝装置示意图。图1静电纺丝装置示意图静电纺丝技术制备时，高压电源使毛细管喷丝头与收集装置（一般接地）之间形成一静电场的同时，又给聚合物
10、溶液带上了成千上万伏高压电荷。毛细管内的聚合物溶液由于受到电场力的作用，其将克服自身的表面张力和粘弹性力，逐渐向毛细管喷丝头外运动，并在喷丝头末断呈现一圆锥状液柱，即TAYLOR锥。当电压继续增大至超过某一临界值后，液滴将克服其表面张力形成射流，并且在电场中进一步加速拉伸，直径减小。这一射流在喷射过程中伴随溶剂挥发，最终落在收集装置上形成类似非织造布状的纤维毡，直径一般在几十纳米到几微米之间4。通过静电纺丝技术制备导电高分子纳米纤维3222静电纺丝技术原理研究近年来，国内外研究学者越来越关注静电纺丝原理方面的研究工作，主要集中在以下两个方面1TAYLOR锥与喷射；2纳米纤维的不稳定性。1TAY
11、LOR锥与喷射理论上文讲到，带电聚合物溶液在高压电场中，由于受电场力作用会在毛细管喷丝头形成一锥形液柱，这是静电场力与表面张力、粘弹性力相互作用的结果。随着电压的增大，液体所带电荷上升，锥体上的电荷密度也随之增大，继而锥体的角度变大。研究发现，当电压上升至平衡被打破的瞬时值时产生的锥形液柱叫做TAYLOR锥。随着电压继续增大，锥体溶液将克服液滴的表面张力形成射流。更多有关TAYLOR锥的研究主要还是围绕其临界锥形的角度所开展与深入的。但是，TAYLOR早在1964年就通过大量流体力学与流体动力学的相关计算以及实验研究得出了TAYLOR锥理论临界角度为4935。2纳米纤维的不稳定性不稳定性是一种
12、传递现象，即某一扰动或涨落都有可能导致某一种模式的流动不稳定性发生，不稳定性还会随着时间以不同速率扩大。静电纺丝制备时出现的不稳定性主要有3种，第一种是由毛细力是在三相界面上内弯液面引起，作用方向始终指向弯曲液面的凹凹面（凹凸弯液面是指相对于液相一侧言的）与黏性力的共同作用引起的黏性不稳定性。另外两种不稳定性是电的本质引起的，其一为表面电荷密度在切向电场中受到的力而引起的曲张不稳定性，这种不稳定性是轴对称的，主要是所受到的力与粘度协调作用引起的丝的轴对称形变和流动；其二为流体的偶极和电荷发生涨落时，在电场中轴的法向上受到的力引起的弯曲不稳定性，这种不稳定性是非轴对称的，因此产生曲面。在静电纺丝
13、技术制备过程中，带电高分子溶液射流的弯曲不稳定性占有重要的地位。总而言之，由于受纺丝过程中射流速度、半径以及表面电荷密度等基本参数的影响，纺丝射流可能出现其中某一种不稳定性模式，也有可能多种不稳定性模式叠加出现。实际实验时，射流固化过程中，纺丝还受到空气阻力、电荷互斥力等较弱的因素影响。研究这些不稳定性对于深入研究探索静电纺丝过程机理具有十分重要意义，但是目前的静电纺丝理论研究主要还是采用最简化的线性近似分析。223静电纺丝的影响因素静电纺丝是制备超微细纤维的一种技术，因此在表征静电纺丝产品时，直径是需要考察通过静电纺丝技术制备导电高分子纳米纤维4的最重要的性质，另外还有产品结构和性能6。影响
14、纤维直径、结构和性能的因素很多，主要包括溶液性质，如粘度、表面张力、电导率和弹性；过程变量，如毛细管中的静电压、毛细管口与收集装置之间的电势差以及毛细管口与收集器之间的固化距离；环境参数，如溶液温度、纺丝环境中空气的温湿度等。概括为两方面即纺丝过程因素和纺丝溶液性质，这两方面在纺丝过程中发挥着重要作用。1纺丝过程因素静电纺丝过程中，纺丝电压（毛细管中的静电压及毛细管口的电势）、纺丝距离（毛细管口与收集器之问的距离）、纺丝溶液流量、喷丝头内径、环境参数温湿度、气流速度与大气压等都会对制备的纳米纤维产生直接的影响。1）纺丝电压在静电纺丝过程中，纺丝电压是一个非常重要的参数，它不仅在纺丝区域内形成纺
15、丝电场，而且使纺丝溶液带电，这样随着电压的增加，纺丝溶液在喷丝头尖端经历从半球形泰勒锥射流的变化过程。如果此时电压继续增加，将导致电场强度继续加大，同时高分子聚合物溶液的射流也将获得更大的表面电荷密度，因而分子间有更大的静电斥力。并且，更大的电场强度使射流获得更大的电场加速度。在这两方面因素共同作用下，纺丝射流以及所纺纤维会具有更大的拉伸应力，从而有更高的拉伸应变速率，导致产生更高的拉伸比，最终有利于制得更细的纤维。2）纺丝距离纺丝距离是另外一个重要的参数。纺丝距离的增大或减小不仅直接影响到纺丝电压的大小；而且，纺丝距离还决定着射流的飞行时间，因而直接关系到溶剂的挥发及纤维的牵伸。当纺丝溶液经
16、毛细管口喷出后，在空气中伴随着溶剂挥发，溶液冷却固化成纤维，最后停留在收集装置上。一般情况下，两者间固化距离越大，所纺纤维直径越小。3）纺丝溶液流量当喷丝头内孔径一定时，射流的平均速度显然与纤维直径成正比。4）其他此外，不同状态的收集装置制成的纳米纤维也会有不同的状态。当使用的收集装置是固定的时侯，所纺的纳米纤维会呈现出随机不规则的情形；当使用的收集装置是旋转的时候，所纺的纳米纤维则会呈现出平行规则的排列。因此，不同设备条件下制得的纳米纤维会有所不同。通过静电纺丝技术制备导电高分子纳米纤维52纺丝溶液性质纺丝溶液性质包括浓度和黏度、纺丝溶剂、溶液表面张力引、高聚物分子量、添加物等溶液参数，其作
17、用不亚于过程参数，将直接决定静电纺丝是否会发生并影响纤维性能。高聚物分子链间的相互缠绕以及分子间的相互作用是形成纤维的必要条件并且影响着纤维的性质。高分子聚物物溶液的粘度会随着浓度的增大而增大，表面张力则与溶液本身的年度有关，粘度越大，表面张力就越大，而射流过程中的液滴分裂能力是随表面张力的增大而减弱的。因此，在其它条件恒定的情况下，所纺纤维的直径会随着高聚物溶液的浓度增加而增大。23静电纺丝的制备方法通常导电聚合物具有低分子量和刚性结构的特点，会妨碍通过静电纺丝技术制备纤维。因此，需要用各种各样的方法来处理导电聚合体使其能够达到静电纺丝的技术要求。以下几种方法是目前国内外学者研究试验时采用较
18、多的一些。231导电聚合物直接进行静电纺丝制备微纳米纤维理论上，导电聚合物应该能直接进行静电纺丝。然而，由于导电聚合物一般具有难溶性，因此，只有少数可溶解的导电聚合物可以通过静电纺丝技术直接来制备纳米纤维，例如掺杂硫酸的聚苯胺PANI7，掺杂2丙烯酰胺基2甲基1丙烷磺酸AMPSA8的聚苯胺化翠绿亚胺EB和掺杂十二烷基苯磺酸DBSA9的聚吡咯PPY都可以直接进行电纺制备微纳米纤维。232导电聚合物间接进行静电纺丝制备微纳米纤维聚（P型苯乙烯）PPV是另一种重要的导电聚合物，但它的难溶性使其难以通过静电纺丝直接制备纳米纤维。但是，OKUZAKI10提出，通过静电纺丝间接制备PPV纳米纤维。首先将可
19、溶解的PPV前躯体（聚对二甲苯四氢噻吩鎓氯化物通过静电纺丝得到纳米纤维，随后在真空条件下加热到250并保持12H后，前躯体纤维转变成为PPV纳米纤维。SOTZING用上述方法成功将前驱体聚合物1结构如图2电纺成为纳米纤维，而这种纳米纤维可以通过化学固态氧化交叉耦合转变为导电聚合体纳米纤维。通过静电纺丝技术制备导电高分子纳米纤维6SOLIDSTATEOXIDATIVECROSSLINKING0505SSSOOOO1ELECTROSPINNING0505SSSOOOO2NSOLIDSTATEOXIDATIVECROSSLINKING图2绝缘聚合体（1）纳米纤维前驱体转变为导电聚合物（2）纳米纤维2
20、33导电聚合物和其它聚合物的混合物的共纺由于可以用来直接或间接电纺的导电聚合物数量较少，发现的大量聚合物为绝缘体，同时，新的发展需求都使得研究方向转为导电聚合物和传统聚合物的混合物的共纺。大量实验研究表面，导电聚合物和传统聚合物的混合物是更好的静电纺丝原料。传统聚合体可以辅助导电聚合体纤维的形成并且可以作为纳米纤维形成的支撑材料。然而需要说明的是，基体聚合物的选择和数量对最终产物的形态和性能起决定性作用，如果导电聚合物部分的量太少，则所得纤维的电导率较低，相反如果基体聚合物部分的量太少，则静电纺丝的过程将会变得异常困难。在传统的聚合物里面，聚乙烯氧化物PEO是非常容易进行电纺的，因而广泛用于导
21、电聚合物共混物的静电纺丝。通过改变导电聚合物和PEO在混合物中的比率，合成纳米纤维的电导率和直径可以得到很好的控制11。另外，导电聚合物纳米纤维中的小孔可以由PEO填充12。因为静电纺丝后的PANI/PEO纳米纤维具有较大的比表面积和统一的直径，所以可以作为化学传感器用于检测乙醇和氨气。基体聚合物的选择在控制导电聚合物纳米纤维形貌和性质中起了关键的作用。ATTOUT13研究PEO和PMMA对导电纳米纤维结构的影响时发现，在PANI/PEO和PANI/PMMA两种纳米纤维中PANI的分布大致是相同的。电纺PANI与PS或PC的混合物,得到的是具有一通过静电纺丝技术制备导电高分子纳米纤维7致的芯鞘
22、的PANI/PS或PANI/PC纳米纤维。然而，当用PMMA和PEO代替PC和PS时，PANI/PMMA和PANI/PEO混合物呈现出不同性质的纤维形态。PANI/PEO纳米纤维不能形成统一芯鞘的形态，却出现了PANI在PEO纤维中的孤立区域，导致它的导电性非常低。PANI/PMMA纳米纤维呈现出PANI沿着PMMA纤维聚集的形态，与PANI/PMMA混合物有类似之处。导致这种结果的出现可能是由于PMMA和PEO的表面张力较大，导致聚苯胺分子逐渐趋于球形小滴，形成珠状，而不是纤维状。234纤维模板法制备导电聚合物纤维纤维模板法是一种制备同轴导电聚合物纤维的方法。静电纺丝聚合物纳米纤维为多孔导电
23、聚合体无纺织物的形成提供了一个结实稳定的模板，目前，有两个方法常被用于在多孔材料表面制备导电聚合物，一个是气相聚合作用，另一个是溶液聚合作用。1气相聚合VDP在这个过程中，将含有具备聚合单体能力的氧化剂的模板基质放于一个充满气态单体的容器中。在模板的表面，气态单体被氧化成为导电聚合体图3A。无机三价铁盐，例如FECL3，是一种传统的氧化剂并且可以通过PEO链中氧原子和本身FE3的协调作用与PEO形成一种联合体。常见的方法描述如下首先，通过静电纺丝制备包含FECL3的纳米纤维，然后将上述纳米纤维放置于气态叽咯中，叽咯单体被FECL3氧化得到PEO/PPY纳米纤维14。图3气相聚合作用和溶液聚合作
24、用示意图通过静电纺丝技术制备导电高分子纳米纤维8用包含FECL3或甲苯磺酸铁盐的聚苯乙烯PS纳米纤维作为模板，KIM15等制备了PS/PPY纳米纤维，并且研究了合成的导电聚合物纳米纤维的物理性质，研究结果显示在包含甲苯磺酸铁盐的PS纳米纤维上形成的PPY比在包含FECL3的PS纳米纤维上形成的PPY有更高的结晶程度，另外，他们也通过静电纺丝制备了包含对甲苯磺酸铁盐FETS的PS纳米纤维，将上述纳米纤维置于70的3,4乙烯二氧噻吩蒸气中得到PSPEDOT纳米纤维。冷凝EDOT蒸气，纤维熔融焊接，并且表现出很高的电导率1S/CM16。2溶液聚合作用在这个方法中，纳米纤维模板要浸入含有单体、氧化剂和
25、掺杂酸的溶液中，单体同时沉降在模板表面形成岩心外壳复合纳米纤维图3B。例如，用静电纺丝技术制备的PMMA纳米纤维作为核心材料，浸入包含氧化剂、单体和掺杂酸的水溶液中，在PMMA纤维的表面导电聚合体逐渐形成并且同轴导电聚合体/PMMA纳米纤维也可以获得1719。3导电高分子纳米纤维研究现状31导电高分子纳米纤维简介导电高分子是一类独特的材料，能感应化学和生物试剂，将其集成到纤维内制成纳米级的导电高分子纤维拥有广泛的用途。聚苯胺和聚吡咯导电高分子纳米纤维（直径100NM）以及它们和其他常见聚合物如聚苯乙烯和聚乙烯的共混物纳米纤维已经用上述的静电纺丝技术制得，使得它们可以编入纺织品和膜中20。32导
26、电高分子纳米研究现状上文提到，静电混纺后的PANI/PEO纳米纤维由于具有较大的比表面积和统一的直径可以作为化学传感器用于检测乙醇和氨气。此外，NIKIFOROV21将BATIO3纳米颗粒植入PANI/PEO纳米纤维内，得到可用于制备生物化学传感器、记忆存储器和本地化开关的纳米纤维，而这一切功能的实现是由于在纳米纤维中金属电体极部分的定位作用。聚苯乙烯是另外一种易溶并且有巨大商业价值的聚合物，这种聚合物同时适用于静电纺丝。江雷22借助静电混纺技术将PS和PANI的混合物电纺成为表面具有很多亚微米级小通过静电纺丝技术制备导电高分子纳米纤维9孔的纳米纤维网，这个纤维网表现出稳定的超疏水性和导电性，
27、即使在酸性，碱性和氧化性溶液中也是如此。33导电高分子纳米纤维应用范围导电高分子纳米纤维特殊的结构和优异的物理化学性能使它成为材料科学研究的热点，作为不可代替的新型功能材料之一，导电高分子在能源、光电子器件、信息、传感器、分子导线和分子器件，以及电磁屏蔽、金属防腐和隐身技术上有着广泛、诱人的应用前景。上述提到的江雷等人制得的具有稳定超疏水性和导电性的纳米纤维网，在实现超疏水与超亲水性的可逆转化时，对温度响应的可逆浸润性转化的时间比较短，而浸润性的调节和控制在微流体、生物医药、基因分离等领域具有重要的应用价值。此外，导电高分子纳米纤维在航空航天领域的应用23，不仅增加了有效荷载，更重要的是使耗能
28、指标成指数的降低。4实验部分41电纺聚合物原料与分子量表征原料二甲基甲酰胺DMF，AR；聚4乙烯基吡啶，MW51069，MN34732，PDI1470。仪器WATERS1515凝胶色谱GPC，美国WATERS公司生产；检测器RI2414；柱子型号MZGELSDPLUS500、10E3、10E4；流动相DMF005MOL/LLIBR，流速08ML/MIN；柱温30；标样PS。聚4乙烯基吡啶GPC数据见图42426283032343638MINUTES图4聚4乙烯基吡啶GPC谱图通过静电纺丝技术制备导电高分子纳米纤维1042聚4乙烯基吡啶溶液的制备将15G聚4乙烯基吡啶颗粒溶解于37MLDMF溶剂
29、中，在室温下放置三天溶解成均一溶液，制备的溶液质量分数约为30。43电纺装置静电纺丝装置如图5所示图5聚4乙烯基吡啶静电纺丝装置示意图A高压电源050KV，DWP5034ACCD，天津市东文高压电源厂B纺丝供给装置圆锥形喷头C接收装置载有铝箔和硅片的铜板5结果与讨论51结果分析纺丝较易进行，状况基本稳定，一段时间后，接收板上呈一层白膜。SEM结果见图6（C组数据为重复B组数据的工艺条件所得数据）；由图6（A,B）可以观察到，当纺丝电压为17KV时，纤维粗细不均匀，且纤维连续性不好；当纺丝电压为20KV时，纤维粗细比较均匀，连续性较好。可能由于一开始纺丝电压较低，射流不稳定，不能维持射流的连续性
30、，随着电压的增大，射流稳定，所得纤维直径较均匀；由图6（C）可以观察到,纤维之间有粘连现象和少数盘状颗粒出现，可能是由于DMF沸点较高，溶剂不易挥发，且DMF容易吸收空气中的水分，而电纺过程是在空气中进行的，致使纺出的纤维含有未挥发的溶剂和水分，通过静电纺丝技术制备导电高分子纳米纤维11从而产生粘连现象和出现少数盘状颗粒；由图6（C）还可观察到纤维直径不均匀，但集中在50NM200NM之间，可能是由于此纺丝液放置空气中时间较长，未放在干燥器内保存，而DMF容易吸收空气中的水分，影响了溶液本身的性质，进而使得纺出的纤维形貌有所改变。当纺丝电压为17KV时，可得到直径为50NM至500NM间的纤维
31、，纺丝电压为20KV时，直径集中在200NM左右，纤维平均直径变小。纤维直径分布如图7所示。52静电纺丝的影响因素521纺丝电压理论上，随着电压的增大，体系的静电力增大，液滴的分裂能力相应增强，所得纤维的直径减小。由SEM图片可看出，当纺丝电压为20KV时，纤维的直径比17KV时所纺纤维的直径小。522溶剂DMF沸点为1528较高，溶剂不易挥发，且容易吸收空气中的水分，而电纺过程是在空气中进行的，对纺出纤维的形貌有一定的影响。523喷头直径的影响一般说来，纺丝喷头孔径的大小也影响聚4乙烯基吡啶的静电纺丝。如果喷头孔径过大，溶液由于重力作用自由滴下而无法纺丝；相反，如果喷头孔径过小，由于纺丝速度
32、太慢造成纺丝困难。实验发现，孔径较小的喷头喷出的纤维细,而且纤维直径分布更加均匀。这可能与小孔径喷头形成的TAYLOR锥直径较小、纺丝的速度较慢有关。6结论纺丝电压为20KV时，所得纤维的平均直径比17KV时要小，且纤维连续性较好。通过静电纺丝技术制备导电高分子纳米纤维120246810121480130180230280330380430480NM0246810121480110140170200230260NMAB图7聚4乙烯基吡啶不同电压下电纺纤维直径分布图A17KVB20KVABFIBERDIAMETERFREQUENCYFIBERDIAMETERFREQUENCY通过静电纺丝技术制备
33、导电高分子纳米纤维13C图6DMF做溶剂，浓度约为30WT聚4乙烯基吡啶溶液在固化距离15CM、喷头口径043MM、不同电压下电纺纤维SEM照片A17KVB20KVC20KV将上述静电纺丝产品用HAUCL41水溶液浸泡1小时后，取出，用于吡咯单体的气相聚合1小时（就是将样品放入含有吡咯单体蒸汽的密闭体系中），相应的产品的SEM图如下从图中我们可以看出，聚吡咯已经在原来的纤维表面形成，纤维粗细变的不均匀，这是因为吡咯蒸汽对原来的纤维具有溶胀作用，同时，表面有许多白色的点，这些点是AU纳米颗粒，因为HAUCL4在氧化吡咯单体形成聚吡咯的同时，自身被还原成纳米AU。综上所述，通过原来设计的方法，能够
34、成功的制备聚吡咯纤维。通过静电纺丝技术制备导电高分子纳米纤维14参考文献1RAYLEIGHLONTHEEQUILIBRIUMOFLIQUIDCONDUCTINGMASSESCHARGEDWITHELECTRICITYJPLHILOSMAG,1882,14,1841862ZELENYJONTHECONDITIONSOFINSTABILITYOFLIQUIDDROPSWITHAPPLICATIONSTOTHEELECTRICALDISCHARGEFROMLIQUIDPOINTJPROCCAMBPHILSOC,1915,L871一833TAYLORGIDISINTEGRATIONOFWATERDRO
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