几丁质是自然界中含量仅次于纤维素的第二大生物聚合物,由于其在普通溶剂中的不溶性,目前尚未得到充分利用。在此,对几丁质进行丙酰化以改善其在绿色溶剂(即乙醇和水)中的溶解性,并以聚(环氧乙烷)(PEO)为混纺助剂进行静电纺丝制备了纳米纤维和非织造毡。对聚合物溶液粘度、电纺CP/PEO纤维形态、纳米纤维垫的机械、热、动态热和表面接触角进行了评估。结果表明,可以制备出CP含量高达97%的纤维。电纺CP/PEO纳米纤维垫具有良好的机械强度、热稳定性和疏水性,水接触角高达133°。从水中分离碳纳米纤维和碳纳米管的过滤试验证明了CP/PEO纳米纤维垫在流体过滤纤维污染物中的潜在用途。
图1.几丁质丙酸酯与乙醇/水的潜在相互作用示意图(插图:乙醇/水(9/1%w/w)混合物中含5%几丁质丙酸酯)。
图2.电纺CP/PEO纤维形态的SEM图像。
图3.电纺CP/PEO纤维的直径。
图4.纳米纤维垫的典型应力-应变曲线。
图5.垫子表面的水接触角和水滴照片。
图6.PEO、CP、电纺CP5/PEO0.75和CP9/PEO0.25纳米纤维毡的TGA(a)和DTG(b)曲线;(c)CP5/PEO0.75和CP9/PEO0.25纳米纤维垫的储能模量和tanδ。
图7.(a)CNF与水分离的过滤过程,(b)过滤后所得滤液的照片。
图8.(a)过滤前的CP5/PEO0.25纳米纤维毡表面,(b)CNF过滤后的纤维毡上表面,(c)纤维毡下表面,(d)CNT过滤后的纤维毡上表面和(e-f)纤维毡下表面的SEM图像。