热气流辅助聚合物熔体微分电纺多级牵伸纤维细化研究的任务书.docx

热气流辅助聚合物熔体微分电纺多级牵伸纤维细化研究的任务书
一、研究背景与意义
聚合物纤维是一种应用广泛的新型材料，具有轻、强、耐用、易加工等优点，在制造行业、建筑材料、医疗用品、服装等领域得到了广泛应用。纳米纤维是一种具有高比表面积、低厚度、高强度的细纤维，具有良好的过滤、分离、吸附等性能，在能源、环保、生物医学等领域具有广阔的应用前景。因此，研究聚合物纤维的微细化技术，制备出高质量、高性能的纳米纤维具有非常重要的意义。
传统的纺织工艺中，多采用机械牵伸的方法来制备高强度的聚合物纤维，但其纤维的直径在μm级别，难以进一步细化。电纺技术是制备纳米纤维的重要手段，其基本原理是通过电场作用，将高分子熔体或溶液喷出形成纤维，具有成本低、操作简便、质量稳定等优点。但电纺过程中，纤维的直径受多方面因素影响，如聚合物物性、电纺工艺参数等，难以制备具有一定直径范围分布的一致性纳米纤维。因此，热气流辅助聚合物熔体微分电纺多级牵伸技术成为制备纳米纤维的前沿研究方向,该方法可以通过多级牵伸使得纳米纤维的直径变得更为一致，具有制备高质量、高性能纳米纤维的潜力。
本研究项目旨在开展热气流辅助的聚合物熔体微分电纺多级牵伸技术的研究，以制备一致性较高的纳米纤维，为聚合物纤维微细化技术的发展提供技术支持。
二、研究内容
1.制备聚合物熔体及其物性测试：采用相应的聚合物，并通过物性测试了解聚合物的物性参数；
2.热气流辅助聚合物熔体电纺技术：在纺丝头的喷出口加入热气流，利用热气流对熔融聚合物的分子链进行定向调整，从而改变纳米纤维的直径分布范围，提高纳米纤维的一致性；
3.多级牵伸技术：通过多级牵伸使得纳米纤维的直径在一定范围内更为一致，控制纤维的平均直径，提高纳米纤维的制备效率和质量稳定性；
4.纳米纤维形态表征技术：运用SEM技术和TEM技术等对纳米纤维的形态进行观察和分析，了解纳米纤维的直径、长度、形态、结构等信息，以及纤维的力学和物理性能；
5.制备纳米纤维膜：利用制备的纳米纤维，制备纳米纤维膜，并对膜的气体过滤、水分离等性能进行测试和分析。
三、关键技术和难点
1.确定合适的聚合物种类和物性参数；
2.建立有效的热气流辅助聚合物熔体电纺技术；
3.优化多级牵伸工艺，控制纳米纤维的直径分布范围；
4.实现纳米纤维对有害气体和水的过滤和分离。
四、预期成果和应用前景
本研究的主要成果有：
1.建立热气流辅助聚合物熔体微分电纺多级牵伸纳米纤维制备技术，实现纳米纤维的高质量制备；
2.观察和分析纳米纤维的直径、长度、形态、结构等信息，并对其力学和物理性能进行评估和分析；
3.制备高质量、高性能的纳米纤维膜，具有良好的气体过滤、水分离等性能。
该技术的应用前景广泛，主要应用于制造行业、建筑材料、医疗用品、服装等领域，如制造防尘口罩、过滤器等；医疗用品方面，如制备医用口罩、绷带、护理用品等；能源环保方面，如制备高效净化器、除臭器等。