高压电场下离子液体诱导聚合物共混体系相分离及特定形貌形

具有多尺度和复合结构的微/纳米纤维毡在生物医药、能源、过滤以及声学控制等领域具有重要的应用优势。高压环境下聚合物共混溶液体系的相图和溶剂挥发、分相热力学、动力学的理论研究对于复合结构的控制和形成机理分析具有重要意义。本项目以PVDF、PS和PAN为成纤聚合物，在系统研究高压电场对DMF为溶剂，PVDF/PAN和 PAN/PS为溶质三元共混体系相图和分相结构的影响的基础上，以DMF和[Cnmim]Cl为共溶剂，离子液体碳链长度、离子液体与DMF配比，平行板电场电压和静电纺丝过程中的电压为调控参数，对比离子液体对上述聚合物共混体系相图、分相结构的影响，探求其分相形成机理，静电纺丝纤维形貌结构形成的可控性，为制备具有多尺度复合结构的微/纳米纤维毡提供理论基础。

具有多尺度和复合结构的微/纳米纤维毡在生物医药、能源、过滤以及声学控制等领域具有重要的应用优势。在高压这一特殊外部环境下，由于溶液体系中的离子诱导，极性聚合物的极化作用，导致聚合物单一溶液和共混溶液的分相过程受到外界电场作用，进而影响到从聚合物溶液获得膜或纤维材料结构的变化。项目在分析PVDF、PAN和PS静电纺丝成型中复合结构成因的基础上，系统研究离子液体及高压电场对PVDF/PAN共混体系分相形成及结构的影响，并基于高压电场下离子迁移导致特定分相结构的动力学、热力学相关理论分析延伸到药物缓释材料中药物梯度分布控制、乳液静电纺丝中特殊皮芯结构电纺纳米纤维形成控制。有针对性的系统研究了压电聚合物PVDFβ结晶形成与聚合物分子量、离子液体添加量和外加电场的关系，探讨了形成多级蛛网结构纳米纤维毡、含纳米花结构膜形成中的分相机理。基于高压电场导致离子趋向性分布和聚合物极性基团优先取向分布的分析，创新性的开展了高压电场下聚合物溶液表面张力和黏度性能研究，为利用外加电场，制备具有多尺度复合结构的微/纳米纤维提供理论基础。项目执行期间，共正式发表期刊论文3篇（其中外文，SCI收录1篇，中文核心期刊论文2篇），会议论文4篇（2篇国际会议，2篇国内会议），授权专利4项（2项发明专利，2项实用新型专利），培养研究生6人。