论文总字数：18238字

摘 要

聚乙烯醇PVA作为一种容易获得的可合成的聚合物，无毒，易溶于水，较好的生物相容性，生物可降解性，容易成纤，好的亲水性，高的机械性能。静电纺丝技术是一种能生产亚微米纤维和纳米纤维的独特方法。粘性液体在电场力作用下以稳定的带电流体形式喷射出。本文主要是利用静电纺丝的方法来制备聚乙烯醇复合纳米纤维，探求在静电纺丝过程中的PVA纺丝液的浓度，纺丝时的电压和仪器的接收距离等电纺参数对PVA纤维的微观形貌及其形成的效果。确定参数：纺丝所用的直流电压为13kv，喷头与接收屏间的距离为15cm。在PVA中填充GO，改善其导电性能。最后为了做出一个导热性好，导电性差的膜，选3.6wt%GO，7.1%wtBN添加到PVA溶液中，也就是在1.4g的PVA溶液中添加0.05gGO，0.1g的BN。

关键词： 纳米纤维 聚乙烯醇 静电纺丝

Preparation of Polyvinyl Alcohol Composite electrospinning nanofibers

Abstract

Polyvinyl alcohol is a non-toxic, easily soluble in water , and readily available synthetic polymers that has good biocompatibility, biodegradability easily into the fiber, good hydrophilicity, and high mechanical properties. Electrospinning is a unique method to produce submicron fibers and nanofibers. The viscous liquid is ejected in the form of a stable charged fluid under the action of electric field force. The main purpose of this paper is to prepare polyvinyl alcohol composite nanofibers by electrospinning method, and explore the effect of the electrospinning parameters, such as PVA spinning solution concentration, spinning voltage, reception distance of instrument on PVA fiber morphology and formation in the electrospinning process. Determine parameters：The direct current voltage of spinning is 13kv, and the distance between the nozzle and the receiving screen is 15cm.Filling GO in PVA improve its conductivity.Finally, in order to make a film of good thermal conductivity and poor conductivity , I choose 7.1%wtBN, 3.6wt%GO to add to the PVA solution. that is to say, add 0.1gBN, 0.05gGO in the 1.4g PVA solution .

Key word: Nanofibers Polyvinyl alcohol Electrospinning

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 PVA的概述 1

1.2.1 PVA纤维 1

1.2.2 PVA纤维的应用及发展 2

1.3 PVA纳米纤维的制备 3

1.3.1 静电纺丝的发展 3

1.3.2静电纺丝的应用 4

1.4 纳米材料的研究意义 5

第二章 实验部分 6

2.1实验原料及设备 6

2.2实验过程 7

2.2.1 PVA纳米纤维的制备 7

2.2.2 GO的制备 8

2.2.3 复合纳米纤维的制备 8

第三章 结果与讨论 10

3.1实验结果 10

3.1.1 确定实验参数 10

3.1.2确定GO的量 13

3.1.3确定BN的量 13

3.2 复合纳米纤维的表征 14

3.2.1 XRD 14

3.2.2 红外分析 16

第四章 结论与展望 18

4.1 结论 18

4.2 展望 18

参考文献 19

致谢 21

第一章 绪论

1.1 引言

我国对聚乙烯醇（PVA）纤维的研究最早出现在上世纪五六十年代，当时只有少数的科学家在纤维材料领域进行研究，经过近几年的发展，国内的相关企业结合已有的工艺技术不断寻求突破，采用新技术与工艺，引进国外先进的装置，使我国的PVA类相关产品及其纤维工业在产品质量、产量、新产品的开发与节能降耗、性能开拓等方面都取得了巨大的进展。但要承认依然在许多方面跟国际先进水平存在着挺大的差距。所谓的纳米纤维，通常指的是直径处在纳米尺度范围(1～100nm)内的纤维，根据其组成成分，可分为聚合物纳米纤维、无机纳米纤维及有机/无机复合纳米纤维。纳米纤维具有大的长径比、大的比表面积、高的孔隙率、高的表面能和活性、高的纤维均一性等特点，同时纳米纤维还具有纳米材料的一些特殊性质，如带有特殊的电学性质、磁学性质和光学性质等^[1]。总之，纳米纤维的使用越来越广泛。

1.2 PVA的概述

1.2.1 PVA纤维

聚乙烯醇是通过聚醋酸乙烯酯水解形成的一种水溶性聚合物，有良好的生物相容性和化学稳定性，没有毒性，对水有较好的渗透性 ，并且有很好的可纺性及成膜性^[2]。为了避免使用有毒性的有机溶剂，一般会采用生物相容功能的PVA为高分子，辅用水为溶剂。醇解前的聚醋酸乙烯酯的分子链长度不同和酸碱条件下的不同醇解度会造成PVA完全不同的羟基含量。

由于PVA的溶解度较大，PVA在使用前通常要先经过处理，减少羟基含量以获得耐水性好的材料。例如PVA与甲醛缩合而得到维纶，这样材料就拥有了很好的湿强度和耐水性。随着使用性能更加优良的腈纶、锦纶和涤纶的出现和广泛使用，PVA纤维由于其尺寸不稳定、染色性差等缺点，使其在纺织服装领域的应用大大受限制。 

但聚乙烯醇纤维具有良好的发展前景。聚乙烯醇作为一种容易获得的，能容易合成的聚合物，无毒，易溶于水，好的生物相容性，生物可降解性，容易成纤，好的亲水性，高的机械性能。因此聚乙烯醇被广泛的运用在生物医学领域^[3~6]。静电纺丝法已成为最近几年来应用最多、发展最快的纳米纤维制备方法。静电纺丝已是制造聚合物纳米纤维的最有效的技术，各种聚合物通过使用溶剂中和配制成溶液的形式已成功静电纺丝成超细纤维。 基于这种纤维的应用潜力特别是他们在纳米复合材料的发展增强系统已经实现。

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