Page 56 - 《橡塑技术与装备》2019年24期（12月下半月塑料）

橡塑技术与装备（塑料） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (PLASTICS)

间的关系图 1。 2.3 PDMS/SiO 2 杂化纤维光学显微镜图
a， b， c 依次为无机相与有机相体积比为 9:1、 8:2、
5:5 的杂化电纺纤维膜在放大 80×16 倍下的光学显微
镜照片。由图 3 可以得出结论，无机相与有机相体积
比为 9:1 的 PDMS/SiO 2 杂化电纺纤维的纤维的平均直
径小于无机相与有机相体积比为 8:2 的纤维的平均直
径。无机相体积比为 8:2 的杂化纤维直径则小于无机
相与有机相体积比为 5:5 的纤维的直径。由此得出结
论，随着有机相 PDMS 的加入，纤维直径增大。

图 1 三种无机相与有机相体积比与对应的杂化电纺纤维
凝胶时间关系图
图 3 三种无机相与有机相体积比的杂化电纺纤维膜的
由图 1 可以得出结论，随着无机相与有机相体积
光学显微镜照片
比例的增大，PDMS/SiO 2 杂化电纺纤维的凝胶时间则
杂化纤维的电子显微镜图
不断减小。无机相 TEOS 本身就可以先水解，再在酸 2.4 PDMS/SiO 2
图 4 分别为不同制备条件下的 SEM 照片，两样
或碱的催化下发生缩聚反应而凝胶。有机相 PDMS 在
品的实验原料比例均为 n(TEOS:H 2 O:HCl:C 2 H 5 OH)=
凝胶过程中会与无机相的无机前驱体的官能团发生反 :
应而生产一部分溶剂 - 水 [6] ，从而延长了凝胶时间。 1:2:0.01:4，v TEOS v PDMS =9:1。
杂化纤维的红外光谱
2.2 PDMS/SiO 2
由图 2 中的 3 种无机相与有机相体积比的红外光
谱图可以看出，在波数为 1 100 cm -1 时，是 Si—O—
Si 基团的吸收峰，而图中 1 100 cm -1 处的透过率由高
到低依次是无机相与有机相之比为 9:1、8:2、5:5。纯
的 PDMS 的透过率则是最高的。由此看出 Si—O—Si
图 4 制备过程加热和不加热的两组样品的 SEM 照片
基团在三种无机相与有机相体积比的 PDMS/SiO 2 杂化
图 4(a) 在制备过程中，加入 PDMS 后使用了加热
电纺纤维中所占的比例与制备过程中加入的 PDMS 的
处理 ；图 4(b) 在制备过程中，加入 PDMS 未加热。
量基本吻合，由此证明 PDMS/SiO 2 中无机相与有机相
是由 Si—O—Si 化学键连接而成 [7] 。 由图 4 可以得到结论 ：制备过程中经过加热过的
纤维，如 A 样，纤维中有很多黏连的纺垂体。纤维直
径不均一，个体差别较大。而未经过加热处理的纤维，
如 B 样，纤维直径大小均一，纤维表面光滑。 无机前
驱体和聚二甲基硅氧烷反应时，加热会加快溶胶凝胶
过程，但纤维交联混乱，无规则。加热可以加快交联
速度，降低交联的规整性 [8~10] 。
- 杂化纤维中无机相与
2.5 PDMS/SiO 2 TiO 2
有机相体积比对凝胶时间的影响
改变 PDMS/SiO 2 -TiO 2 杂化纤维中无机相与有
机相体积比，确定凝胶时间与无机相与有机相体积比
例的关系。无机相与有机相的体积比例则是 PDMS 和
v(TEOS : PDMS) ： a:9:1 ； b、8:2 ； c:5:5 ； d:pure PDMS
TEOS 的体积比。本试验中首先固定钛酸四丁酯 (TBT)
图 2 不同无机相与有机相体积比的 PDMS/SiO 2 杂化
电纺纤维的红外光谱分析图 的加入量为 3.4 mL，TEOS 和 PDMS 的比例依次确定
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