PVA纳米纤维自增强薄膜的制备及性能研究

通过静电纺丝法制备硼酸交联的聚乙烯醇(PVA)纳米纤维,然后与PVA水溶液复合,制备PVA纳米纤维自增强薄膜。采用扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)表征PVA纳米纤维的形貌和结晶度,采用紫外可见光谱(UV-Vis)表征自增强薄膜的透光性,采用万能材料试验机和SEM表征自增强薄膜的力学性能和微观形貌,采用热重-微热重(TG-DTG)分析和动态热机械分析(DMA)表征自增强薄膜的热稳定性和阻尼性能。结果表明:PVA纳米纤维的直径约300 nm,纤维中PVA结晶度高于纯PVA膜;与纯PVA膜相比,PVA纳米纤维含量为5%(以膜的总质量计)的自增强薄膜的透光性下降3%,断裂伸长率提高2.07倍,拉伸强度提高3.97倍;TG-DTG结果表明,自增强薄膜的热稳定性增强,热分解速度降低,主要失重阶段的最大失重速率降低0.46%·℃-1,最大失重速率时的温度提高15℃;DMA结果表明,在35~150℃区间,自增强薄膜的Tanδ值是纯PVA膜的3倍以上,显示出更为优异的阻尼性能。

Si_(3)N_(4)/PI纳米纤维自增强低膨胀系数膜的制备及表征

先制备聚酰胺酸(PAA)溶液,再与纳米氮化硅(Si_(3)N_(4))混合。利用静电纺丝技术,制备氮化硅/聚酰胺酸(Si_(3)N_(4)/PAA)复合纳米纤维膜。该膜经高温亚胺化后得到氮化硅/聚酰亚胺(Si_(3)N_(4)/PI)复合纳米纤维膜,通过在Si_(3)N_(4)/PI复合纤维膜上涂敷厚度均匀的PAA溶液,再次高温亚胺化,得到一种低热膨胀系数的自增强聚酰亚胺(PI)薄膜。利用扫描电镜(SEM)、红外吸收光谱分析仪(FT-IR)、热机械分析(TMA)和动态热机械分析(DMA)等测试仪器,研究了Si_(3)N_(4)/PI纳米纤维的形貌、PAA最佳亚胺化温度以及Si_(3)N_(4)/PI纳米纤维的薄膜热膨胀系数等。结果表明:制得的纳米纤维复合膜直径均匀,PAA在300℃下亚胺化较完全,Si_(3)N_(4)/PI纳米纤维膜自增强薄膜的热膨胀系数较纯PI薄膜的热膨胀系数下降了45.4%~56.5%,Si_(3)N_(4)/PI纳米纤维膜自增强薄膜的储能模量较纯PI增加了1.36~1.78倍。