本科毕业设计说明书 第1页

1 引言

金属有机骨架材料和聚乳酸材料是目前材料领域应用十分广泛的两种材料，但关于金属有机骨架聚乳酸复合材料的报道较少。本文采用了静电纺丝法制备金属有机骨架聚乳酸纤维膜，并对纤维膜的结构形貌、热稳定性能、力学性能、过滤介质性能进行了探索和总结。论文网

1。1 静电纺丝法简介

纳米材料为合成多样化的新型材料创造了新的发展机遇。特别是，纳米纤维具有优于超细纤维的独特的性能，如较大的比表面积、较强的选择渗透性，和强大的表面吸附特性等。目前关于纳米纤维这一领域的研究进行得十分活跃。[1]静电纺丝法是一种典型的纳米材料的制备技术。这种方法相对比较简单，并且使用广泛，因为它可以应用于制备各种聚合物材料。

1。1。1 静电纺丝法原理及影响因素

静电纺丝的原理是在电场中，聚合物流体从一个针头的孔挤出形成一个小液滴，当电场强度达到几十千伏时，小液滴表面上的电荷会克服表面张力，针尖处的液滴就会形成圆锥形，从而导致液体射流的形成。随着溶剂的蒸发，这种液体射流被拉伸到它原始长度的许多倍，以产生纤维状聚合物，通过使用注射器泵，即可产生连续的纳米级直径的聚合物细丝。[2]

影响静电纺丝的主要因素有[3]：（1）聚合物溶液的分子量大小；（2）聚合物溶液的张力、粘度、浓度等；（3）电场强度的大小；（4）针头与接受屏之间的距离大小；（5）周围环境的温度、湿度和空气流速的大小等。

图1。1 静电纺丝仪结构展示图

1。1。2 静电纺丝法的研究进展

静电纺丝法是一种操作方便、成本价格低廉、通用性很强的纺丝技术。它可以纺出一系列有较高比表面积的纤维，同时这些纤维也包含多孔结构等特点。这些特性使静电纺丝技术广泛应用于生物医药、传感器、食品包装、介质材料及服装行业等领域。[4]

从上世纪中期，静电纺丝的技术发展并未取得长足的进步。尽管在几十年内进行了广泛的研究，它仍然只能在实验室规模内进行，因为它在复杂聚合物的熔融吹纺的大规模生产中具有局限性。近年来，随着材料科学发展和合成方法的改善，静电纺丝法作为一种制备纳米材料的新型技术，将在纳米合成、纳米改性等领域发挥重要作用。[5]目前，应用静电纺丝法已经生产了多种纳米级直径的材料，如何改进静电纺丝的技术，制备出更低平均直径的、拥有多孔或中空结构的纤维，已成为未来静电纺丝的研究方向。

1。2 聚乳酸简介

近些年来，随着社会的发展，人们越来越追求生态和谐、绿色循环的理念，生物可降解材料开始得到人们的重视。其中，聚乳酸（PLA）因为可降解的优异性能而受到科研人员的青睐。

1。2。1 聚乳酸的应用

聚乳酸采用从植物中提炼出的淀粉作为原料，经过一定的反应，淀粉被转化成葡萄糖，再经由发酵作用，形成乳酸，最后通过化学反应合成具有一定分子量的聚乳酸聚合物。聚乳酸材料在丢弃后，能够通过微生物分解作用在环境中被分解，这个过程几乎不产生有害物质。因此聚乳酸材料是一种环境友好型材料，能够促进大自然与人和谐共处。[6]