纺丝液参数对静电纺丝制备镁铝尖晶石纤维的影响

崔燚¹，魏恒勇^1,2，王合洋¹，魏颖娜¹，林健²，卜景龙¹，王鹏¹

1. 华北理工大学材料科学与工程学院河北省无机非金属材料重点实验室2. 同济大学材料科学与工程学院

摘 要：以无水氯化镁和无水氯化铝为原料,聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为助纺剂,无水乙醇和N,N-二甲基甲酰胺（DMF）为溶剂,采用非水解溶胶-凝胶法制备纺丝前驱体溶液,利用静电纺丝技术获得镁铝尖晶石凝胶/PVP前驱体纤维,经900℃煅烧合成出镁铝尖晶石纤维。借助XRD,FTIR,SEM和TEM研究了凝胶化温度、凝胶用量和PVP用量等纺丝液参数对镁铝尖晶石纤维相组成及结构的影响。结果表明,直接添加混合溶液时,虽能合成出物相为镁铝尖晶石的纤维,但纤维交联严重,还出现了较多念珠状颗粒;当凝胶化温度为120℃时,纤维则出现了明显的断裂;纤维直径随凝胶用量和PVP用量的增加而增大。当凝胶化温度为100℃、凝胶用量为0.068 mol/L、PVP用量为0.045 g/m L时,纤维为镁铝尖晶石相,表面光滑、连续,直径均匀且细小,平均直径为121 nm,经1600℃煅烧后仍保持良好的纤维形貌。

关键词：无机非金属材料;静电纺丝;镁铝尖晶石;纤维;非水解溶胶-凝胶;