SiO2纳米纤维膜的电纺制备及结构性能优化

作者：宋一龙; 赵芳^*; 李志尊; 黄红军

来源：硅酸盐通报, 2021, 40(08): 2770-2776.

DOI：10.16552/j.cnki.issn1001-1625.20210611.001

• 二氧化硅
• 纳米纤维
• 静电纺丝
• 聚合物浓度
• 煅烧速率
• 拉伸强度

通过对静电纺丝工艺和热处理制度的调控实现了SiO2纳米纤维微观结构和力学性能的优化。本文以正硅酸乙酯(TEOS)为原料、以聚乙烯吡络烷酮(PVP)为助纺剂,通过静电纺丝法结合热处理工艺制备了SiO2纳米纤维膜。通过热重-差热联用热分析仪、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜和拉力试验机等手段对纳米膜进行了表征与测试,探究了聚合物浓度和升温速率对纳米膜微观形貌和力学性能的影响。研究表明,SiO2/PVP复合膜经800℃煅烧后均生成了无定形态的SiO2。随着PVP浓度的增加,煅烧后产物的微观形貌由骰子状微球向连续纤维发展,力学性能随之改善,PVP质量分数为25%时,连续纤维膜具有最佳的拉伸强度,为3.25 MPa;随着升温速率的增加,SiO2/PVP连续纤维膜经800℃煅烧后,产物内部的残余热应力增加,纤维连续性降低,强度降低。本研究为SiO2纳米纤维的功能化应用提供理论基础。

• 单位
  中国人民解放军陆军工程大学