將PLA溶解在良溶劑和不良溶劑的混合物中,對該溶液進行靜電紡絲制備出聚乳酸(PLA)纖維,研究了不良溶劑誘導纖維表面多孔結構的形成機理。系統研究了各種用于靜電紡絲的良/不良溶劑對,提出了生成具有可控孔(表面以及整根纖維)的均勻纖維的條件,尤其是溶劑性質。良/不良溶劑的水混溶性至關重要,這是因為在靜電紡絲過程中冷凝的環境水分對孔的形成起著重要作用。此外,良/不良溶劑的蒸發速率是影響纖維孔徑和孔分布的另一個關鍵因素,因為溶劑蒸發速率可調節與纖維形態密切相關的水分凝結和相分離比例。本文涉及的原理可應用于其他低極性聚合物,以控制纖維的孔隙率。此外,本工作表明,多孔PLA纖維可以由低毒溶劑電紡絲制備而成,并且該纖維具有較大的表面積和存儲空間(由孔隙提供),以及較強的吸油能力(是光滑纖維的2倍)。
圖1.由與水不混溶的良溶劑和與水混溶的不良溶劑電紡制備的纖維的SEM顯微照片:良溶劑(a)DCM、(b)CF、(c)BZ、(d)CB和(e)TCE與不良溶劑PP、DMA、DEA和DMSO。
圖2.由不良溶劑DMSO與Tb從低到高變化的良溶劑配對制備的多孔纖維的SEM橫截面顯微照片:(a)DCM,(b)CF,(c)BZ,(d)CB和(e)TCE。
圖3.在不同相對濕度下電紡絲(a)CB-DMSO15和(b)CB-DMF15纖維的SEM顯微照片。
圖4.靜電紡絲過程中多孔纖維的形成機理示意圖。
圖5.(a)由PLA/CB/DMSO和PLA/EA/DMSO體系電紡制備的五種代表性纖維的SEM顯微照片。(b)水滴圖像和纖維墊表面的平均接觸角。
圖6.圖5所示纖維氈的孔徑分布是通過水銀孔率計測定的。
圖7.纖維吸附劑對不同油類的最大吸附能力。