Получение волокнистых композиционных материалов методом электроспиннинга и их применение

Abstract

Получены углерод-полимерные волокна методом электроспиннинга, состоящие из полиметилметакрилата с модифицирующим наполнителем в виде карбонизованной рисовой шелухи. Электроспиннинг ввиду простоты аппаратного исполнения, высокой эффективности и возможности масштабирования, вплоть до промышленных установок, является одним из самых перспективных методов получения волокон с диаметром от нескольких миллиметров до нанометрового порядка. Было исследовано влияние концентрации ПММА на характеристики волокон. Анализ снимков оптической микроскопии показали, что для 1 масс.%-го раствора ПММА: КРШ волокна имеют поперечную ширину от 1.25 до 3.75 мкм, в котором диаметр частиц карбонизованной рисовой шелухи варьируется от 2.5 до 6.25 мкм. Для 3 масс.% -го раствора ПММА:КРШ диаметр волокон лежит в пределах от 3.9 мкм до 8 мкм, а размер частиц лежит в пределах от 6.1 мкм до 14 мкм. Анализ полученных изображений сканирующей электронной микроскопии показал, что для 1 масс.% раствора ПММА диаметр волокон лежит в интервале от 330 нм до 1 мкм, для 3 масс. % раствора ПММА от 3 до 6 мкм, соответственно. Для полученных композиционных материалов были исследованы адсорбционные характеристики по метиленовому голубому, полученные композиты обладают эффективностью поглощения равной 223.7 мг/г для 1 масс.% раствора и 281.5 мг/г для 3 масс. % раствора. Нановолокна способны образовывать высокопористую сетку, а благодаря их относительно большому отношению поверхности к объему нановолокна находят применение в области хранения энергии, здравоохранения, биотехнологии, экологической инженерии, обороны и безопасности.