PTFE/PVA复合纳米纤维的制备与表征：工艺优化与性能研究

聚四氟乙烯/聚乙烯醇复合纳米纤维的研究是近年来纳米材料领域的热点课题，由霍鹏飞、宋立新等学者在中国科技论文在线上发表的一篇首发论文。他们通过将高浓度的聚四氟乙烯（PTFE）浓缩乳液与聚乙烯醇（PVA）混合，形成一种特殊的纺丝液。这种混合物的独特性在于它能够通过静电纺丝技术被转化为纳米级的复合纤维。 静电纺丝是一种非接触式的纺纱方法，利用高压静电场使液体或熔融聚合物细丝从喷嘴喷出，通过空气自然冷却固化成纤维。在这个实验中，研究人员调整了关键参数，如PTFE和PVA的质量比（70:30）、纺丝液的浓度（26wt%）、纺丝电压（15kV）以及纺丝流率（0.008ml/min），以探索这些因素如何影响复合纳米纤维的形态结构。 通过扫描电镜（SEM）对制得的复合纤维膜进行观察，他们发现不同的纺丝条件会显著改变纤维的微观结构，从而影响其性能。例如，较高的PTFE含量可能导致纤维具有更丰富的孔隙结构，这对于纳米纤维膜的多孔性至关重要。 此外，论文还采用了红外光谱（IR）和X-射线衍射（XRD）技术来表征复合纤维膜的化学组成和晶体结构，这有助于深入理解纳米纤维的内部结构及其潜在的应用潜力。在他们所设定的最佳条件下，复合纤维膜展现出优异的力学性能，模量达到22.2MPa，拉伸强度为4.1MPa，且拉伸断裂应变高达63.4%，显示出良好的机械强度和耐久性。 这项研究不仅提供了聚四氟乙烯纳米纤维多孔膜的制备方法，也为其他类似复合纳米纤维的设计和优化提供了宝贵的指导。对于高性能材料、过滤应用、催化剂载体等领域，这种复合纳米纤维膜有着广阔的应用前景。未来，随着对纳米纤维性质深入研究，这种材料可能会引领纺织材料科学的新一轮技术创新。