不同處理方法和SiO2/PVDF涂層對電紡聚酰胺6膜形態和潤濕性的影響

DOI: 10.1002/app.48804

采用不同方法對電紡聚酰胺6（PA6）膜進行處理。在松弛狀態下，經濕處理、干熱處理、濕熱處理和乙醇處理，制備了不同凸起尺寸的粗糙表面和纖維直徑，并分析了其形成機理。在張力狀態下，通過乙醇處理制備了相對穩定的PA6膜，其結構與未處理膜相同。測量處理后膜的動態水接觸角（WCAs）。松弛狀態下經濕熱處理的膜的起始WCA為90.95，大于松弛狀態下經濕熱、干熱和乙醇處理的膜的起始WCA。分析了不同表面處理對潤濕性的影響。為了獲得疏水性，在松弛狀態下用聚偏二氟乙烯（PVDF）對膜進行濕熱處理。涂層后膜的WCA增加到127.1。從另一個角度看，PVDF/改性PA6膜的WCA比純鑄造PVDF膜的WCA要大得多，這意味著改性后的PA6膜的粗糙表面可以提高PVDF膜的親水性。此外，由于膜表面具有多級結構的粗糙度，薄膜經SiO2/PVDF包覆后具有超疏水性（WCA為153.5）。制備超疏水材料是一種成本較低、操作方便的方法。該研究結果為超疏水材料的制備提供了一種新的方法，也為電紡PA6膜獲得穩定的結構提供了一種處理方法。

圖1.固定裝置的示意圖：（a）俯視圖和（b）側視圖。[可在wileyonlinelibrary.com上查看顏色圖]

圖2.在松弛狀態下濕處理之前（a）和（b）之后的電紡PA6膜的圖像。[可在wileyonlinelibrary.com上查看顏色圖]

圖3.經不同處理的電紡PA6膜的FE-SEM圖像：（a）原始膜，（b）松弛狀態下的濕處理，（c）干熱處理，（d）松弛狀態下的濕熱處理，（e）張力狀態下的濕熱處理和（f）-（g）是它們相應的放大圖像。

圖4.（a）在松弛狀態下和（c）張力狀態下，經乙醇處理的膜的FE-SEM圖像，（b）和（d）是它們相應的放大圖像。

圖5.原始和經處理的電紡PA6膜在（a）4000–650 cm-1、（b）1090–870 cm-1、（c）1280–1000 cm-1、（d）1528–1400 cm-1范圍內的FTIR光譜以及（e）原始電紡PA6膜和濕處理電紡PA6膜之間的差異光譜。[可在wileyonlinelibrary.com上查看顏色圖]

圖6.經不同處理的電紡PA6膜的WCAs：（a）未經處理的膜，松弛狀態下（b）濕處理，（c）干熱處理，（d）濕熱處理以及（e）乙醇處理。

圖7.電紡PA6膜上的PVDF膜和PVDF涂層的FE-SEM圖像和相應的EDS光譜：（a）純PVDF膜、（b）PVDF/原始PA6膜、（c）除去PA6后的PVDF膜和（d）PVDF/處理過的PA6膜。插圖說明了WCA測量的圖像。[可在wileyonlinelibrary.com上查看顏色圖]

圖8.含不同濃度SiO2的SiO2/PVDF/處理過的PA6膜的FE-SEM圖像：（a）0.5％、（b）1％、（c）2％以及（d）2％SiO2/PVDF/處理過的PA6膜的EDS光譜。[可在wileyonlinelibrary.com上查看顏色圖]

圖9.（a）含不同濃度SiO2的SiO2/PVDF/PA6膜的WCAs，以及（b）SiO2/PVDF/PA6膜的示意圖。[可在wileyonlinelibrary.com上查看顏色圖]