2008離子液體在靜電紡絲中的應(yīng)用

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1、萬方數(shù)據(jù)第31卷第6期合成纖維工業(yè)V01．31No．61塑!生!；旦墾旦!型壘!!型!旦蘭衛(wèi)生E!旦墾曼!型望型!!堅!旦竺：!塑!離子液體在靜電紡絲中的應(yīng)用趙亞洲1’2李從舉2‘(1．北京服裝學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院，北京100029；2．北京市材料研究與評價重點實驗室，北京100029)摘要：概述了室溫離子液體的特性；介紹了離子液體在靜電紡絲及其他方面的應(yīng)用，詳述了纖維素和聚間苯二甲酰間苯二胺的離子液體的靜電紡絲；指出離子液體將成為靜電紡絲非常重要的溶劑，開發(fā)能夠溶解各種高聚物的離子液體，探索其溶解的

2、高聚物的靜電紡絲條件是今后的研究方向。關(guān)鍵詞：靜電紡絲離子液體納米纖維纖維素聚間苯二甲酰間苯二胺中圖分類號：TQ340．64文獻(xiàn)識別碼：A文章編號：1001．0041(2008)06．0049．04靜電紡絲法是一種制備各種聚合物微納米纖維簡單并且廣泛使用的方法?。靜電紡絲纖維在薄膜、生物傳感器、電子光學(xué)設(shè)備和作為酶的支持物等方面獲得了廣泛的應(yīng)用舊J。靜電紡絲技術(shù)在大規(guī)模的制造工業(yè)中例如紡織工業(yè)也有很大的應(yīng)用”J。據(jù)報道HJ，一種新奇的薄紡織物腳手架已經(jīng)通過靜電紡絲法用可生物降解的聚合物制備出來。但可紡聚

3、合物的種類受到揮發(fā)性溶劑的可用性和溶解能力的限制。目前，一種相對新的溶解系統(tǒng)即室溫離子液體用于靜電紡絲制造納米纖維越來越受重視。1室溫離子液體的特性室溫離子液體在廣泛的化學(xué)處理過程中有著重要的作用，因為它能同時溶解極性和非極性化合物。另外，室溫離子液體還具有其他一些重要的性質(zhì)，如低或零蒸氣壓、低熔點、大溶液范圍、高熱穩(wěn)定性、以及大的電氣化學(xué)窗和可循環(huán)使用性怕。J。室溫離子液體的性能還可以通過調(diào)整其本身的陰／陽離子，或者改變兩者的加入量來進(jìn)行改良。因此，室溫離子液體也叫“溶劑設(shè)計家”。室溫離子液體為生物質(zhì)

4、高聚物提供了一個很有前景的溶解體系，例如，酶和糖類哺-9】。此外，將室溫離子液體應(yīng)用在靜電紡絲中，這會大大增加可紡纖維的種類和數(shù)量。2離子液體在靜電紡絲中的應(yīng)用2．1纖維素離子液體靜電紡絲纖維素是地球上最為豐富的天然高分子資源，是可再生的有機(jī)資源。在植物界中纖維素的總量約達(dá)2．6×1012t。據(jù)估計，全世界每年在植物界新生成的纖維素量約為1011t，但目前每年僅有2X106t纖維素用于再生纖維素纖維的生產(chǎn)，占纖維素年生成量的0．002％。纖維素材料本身無毒，抗水性強(qiáng)，可以粉狀、片狀、膜以及長短絲等不同形

5、式出現(xiàn)，使得纖維素作為基質(zhì)材料的潛在使用范圍非常廣泛。特別是近年來，隨著各國對環(huán)境污染問題的日益關(guān)注和重視，具有生物可降解性、環(huán)境協(xié)調(diào)性的纖維素材料成為世界各國競相開發(fā)的熱點。纖維素是一種線性的多聚糖，由1-4口位葡萄糖連接而成，具有良好的生物適應(yīng)性和熱力學(xué)性能。由于纖維素中存在廣泛的氫鍵作用，使其具有較高的結(jié)晶度，這就是纖維素不能溶解于常用有機(jī)溶劑和水的原因。已經(jīng)由靜電紡絲方法制備的纖維素纖維是由多種溶劑溶解的，例如，丙酮，醋酸和二甲基乙酰胺。對纖維素進(jìn)行靜電紡絲必須滿足靜電紡絲的條件，如溶劑的選擇、

6、溶液濃度、粘度、液滴表面張力、噴絲口直徑、外加電壓大小、兩極間距離、環(huán)境溫度與濕度等等。離子液體作為一種鹽，具有足夠大的導(dǎo)電率，溶液的粘度和表面張力主要由所得的聚合物溶液的濃度決定。所以離子液體可以作為靜電紡絲的一種很好的溶劑。由于離子液體收稿日期：2008—04—09；修改稿收到日期：2008一09一18。作者簡介：趙亞洲(1982一)，男，碩士研究生。從事納米纖維靜電紡絲的研究?；痦椖浚簢易匀豢茖W(xué)基金項目(50503001)；教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計劃(NCET-05-0204)；北京市教委科

7、技發(fā)展計劃重點項目；北京市屬高等學(xué)校拔尖創(chuàng)新人才計劃資助。}通訊聯(lián)系人。萬方數(shù)據(jù)合成纖維工業(yè)2008年第3l卷的不揮發(fā)性，決定了離子液體靜電紡絲必須是濕法紡絲，其凝固浴的選擇要由離子液體本身的性質(zhì)所決定。RobinDR等¨刨研究了一系列含1．丁基．3．甲基咪唑陽離子的離子液體，并且通過加熱和微波照射的方法分別研究了其對纖維素紙漿的溶解能力，見表1。表1纖維素紙漿在離子液體中的溶解性Tab．1Solubilityofcellulosepulpinionicliquid離子液體方法溶解情況1一丁基。一甲基瞇

8、唑氯鹽加熱(100℃)10％l·丁基一3一甲基咪唑氯鹽加熱(70℃)3％1·丁基．3一甲基咪唑氯鹽聲波加熱(80℃)5％1-T基-3一甲基咪唑氯鹽婺冀哿器o℃)誓碧粘稠溶液l-丁基

9、3·甲基咪唑溴鹽微波5％一7％1一丁基一3一甲基咪唑硫氰酸鹽微波5％一7％l一丁基．3·甲基咪唑四氟硼酸鹽微波不溶1-丁基-3·甲基咪唑六氟硼酸鹽微波不溶l一己基一3-甲摹咪唑氯鹽加熱(100℃)5％l一辛基．3·甲基瞇唑氯鹽加熱(100℃)微溶由表1可知，室溫