李小川，唐夢(mèng)珂，朱金佗，何新建，徐 歡

（1.中國礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院,2.材料與物理學(xué)院,3.安全工程學(xué)院,徐州 221116；4.中國安全生產(chǎn)科學(xué)研究院,北京 100012）

目前，空氣顆粒物（PMs）污染是導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)疾病的最重要原因，尤其是粒徑為10 nm～2.5 μm的PMs極易攜帶毒害物質(zhì)，危害公共健康［1～3］.使用空氣過濾裝置實(shí)行呼吸防護(hù)仍然是保障公共安全的最佳方案之一［4，5］.然而，現(xiàn)有的高分子基空氣過濾器普遍采用聚丙烯（PP）、聚偏四氟乙烯（PVDF）和其它不可降解的材料作為濾芯層，其長期大量使用會(huì)造成塑料污染和微塑料危害［6，7］.在已產(chǎn)業(yè)化的可降解高分子材料中，聚乳酸（PLA）獲得了最廣泛的研究和應(yīng)用，而良好的加工性能使其可以通過熔噴和靜電紡絲技術(shù)，制備表面性質(zhì)和結(jié)構(gòu)可控的纖維基空氣過濾材料［8～11］.其中，與熔噴法相比，靜電紡絲技術(shù)制備的纖維膜空氣過濾材料的纖維直徑可由微米級(jí)降低至數(shù)十納米，纖維及其聚集體形態(tài)調(diào)控自由度高，可通過多相共紡技術(shù)制備出具有特定功能的纖維［12～14］.

靜電紡絲纖維膜能夠通過施加的高壓靜電場(chǎng)使溶液射流原位充電，在纖維表面形成體電荷和內(nèi)部的偶極取向，產(chǎn)生較好的顆粒物靜電吸附效果.但現(xiàn)有的聚乳酸材料仍面臨介電常數(shù)較低和偶極電荷穩(wěn)定性低的問題，降低了過濾材料的使用性能.促進(jìn)電活性組分的構(gòu)筑是提升聚乳酸纖維膜過濾效率的重要途徑［15，16］.聚乳酸主鏈含有大量的C=O 基電活性基團(tuán)，其本征103螺旋鏈構(gòu)型卻使C=O 偶極子與主鏈成125°角，造成纖維內(nèi)偶極子無規(guī)排列，導(dǎo)致極性相互抵消.在靜電紡絲時(shí)，高壓靜電場(chǎng)所產(chǎn)生的靜電斥力與收集纖維時(shí)的機(jī)械拉伸力共同作用，誘導(dǎo)聚乳酸分子鏈的取向伸直，使螺旋構(gòu)象主鏈上C=O基得以規(guī)整排列，提高聚乳酸纖維的介電和原位駐極性能［17，18］.此外，增加靜電紡絲聚乳酸的結(jié)晶相比例，能夠提供更多的晶區(qū)和無定形區(qū)界面，增加電荷陷阱深度，有效改善極化穩(wěn)定性［17］.然而，純聚乳酸靜電紡絲得到的結(jié)晶相（β晶）含量極低，高電活性的β晶無法形成有效的界面極化效應(yīng)［16］.現(xiàn)有提升界面結(jié)晶并調(diào)控界面偶極子的策略往往是采用摻雜納米粒子增加相疇的方式.由于填料在體系中的分散性難以解決，在高添加量時(shí)易導(dǎo)致納米粒子團(tuán)聚，限制了纖維內(nèi)深電荷陷阱和羰基偶極取向的形成.利用聚乳酸“自晶種”而不引入其它納米粒子的方法能夠在避免填料難分散的同時(shí)有效形成界面偶極子，充分激發(fā)電活性相的極化潛力.

高旋光性的聚L-乳酸（PLLA）和聚D-乳酸（PDLA）組成的立構(gòu)復(fù)合物結(jié)晶可形成高電活性β晶型立構(gòu)復(fù)合晶（SCs），調(diào)控其在纖維中的結(jié)晶界面有望形成靜電紡高電活性相［19，20］.此外，立構(gòu)復(fù)合化聚乳酸纖維的表面電勢(shì)和介電常數(shù)可能隨SCs 的含量增加而演變，進(jìn)而改善纖維膜的靜電感應(yīng)極化［4］.更為重要的是，同軸紡絲法制備的核殼纖維能夠在不同聚合物之間形成可控的界面［21～23］.采用同軸紡絲使PLLA和PDLA在電場(chǎng)下立構(gòu)復(fù)合化，電活性相將沿纖維方向形成，而SCs均勻存在于纖維中，可有效提升界面疇壁質(zhì)量，纖維更易在電場(chǎng)下注入電荷而發(fā)生極化［24～26］.同時(shí)，殼部未立構(gòu)復(fù)合化的螺旋分子鏈構(gòu)象使聚乳酸纖維仍然保持較高的剪切壓電性能.在高流速空氣過濾時(shí)，氣流通過引起纖維振動(dòng)產(chǎn)生壓電和摩擦電效應(yīng)，激發(fā)感應(yīng)電勢(shì)，提升過濾效率［27～29］.

本文采用同軸靜電紡絲法制備了聚乳酸纖維膜過濾材料.選取同級(jí)別分子量的PLLA 和PDLA 分別作為殼層和核層注射溶液，以高電壓和高收集拉伸速度形成高電活性的C=O基、β晶相和SCs.觀察并表征聚乳酸纖維在不同注射速度下的纖維結(jié)構(gòu)演變，研究電活性相的形成對(duì)纖維表面電勢(shì)和介電常數(shù)的提升，闡述纖維力學(xué)性能與立構(gòu)復(fù)合化之間的聯(lián)系，探究立構(gòu)復(fù)合化纖維的長效PMs 濾除性能，從而為基于高電活性聚乳酸納纖過濾膜發(fā)展高性能全降解過濾材料提供有益的參考.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

PLLA（牌號(hào)LX175）和PDLA（牌號(hào)D070），泰國道達(dá)爾柯碧恩公司；二氯甲烷（DCM）和二甲基甲酰胺（DMF），試劑級(jí)，純度＞99.5%，上海阿拉丁生化科技有限公司.聚乳酸無紡布，克重20 g/m2，厚度0.06 mm，丹陽衡綠新材料包裝有限公司.

SU8220型場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（FESEM），日本Hitachi 公司，加速電壓20 kV，采用ImageJ 圖像處理軟件分析纖維直徑分布狀態(tài)；Spectrum 3 型傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR），美國PerkinElmer 公司，掃描范圍600～4000 cm-1；WK6500B 型阻抗分析儀，英國Wayne Kerr Electronics 公司，纖維膜介電常數(shù)測(cè)試方法見本文支持信息；SIMCO FMX-003型非接觸式靜電場(chǎng)測(cè)量?jī)x，深圳斯泰科微科技有限公司；Al-3000-U型萬能電子拉伸測(cè)試儀，東莞高鐵檢測(cè)儀器有限公司，拉伸速率10 mm/min，測(cè)試3次后取平均值.

1.2 實(shí)驗(yàn)過程

1.2.1 界面立構(gòu)復(fù)合化聚乳酸納纖膜的制備 將1 g PLLA 顆粒溶于10 mL 溶劑［V（DCM）/V（DMF）=7/3］中，將0.5 g PDLA 顆粒溶于10 mL DCM 中，分別磁力攪拌4 h 以上，得到的PLLA 殼紡絲溶液和PDLA核紡絲溶液中具有一定的揮發(fā)性和適當(dāng)?shù)酿ざ?，以保證紡絲過程流暢順利.靜電紡絲設(shè)備（深圳市通力微納科技有限公司）電壓設(shè)置為30 kV，接收距離15 cm，聚乳酸無紡布接收基底覆蓋于金屬滾筒表面，滾筒轉(zhuǎn)速1000 r/min，環(huán)境濕度為（35±5）%，溫度為30 ℃，殼部針頭22 G，核部針頭14 G，殼部PLLA與核部PDLA的推進(jìn)速度分別控制為1.0和0.5，2.0和1.0及3.0和1.5 mL/h，制備的納纖膜分別命名為CS1.5，CS3.0 和CS4.5；僅使用殼部針頭以3.0 mL/h 的推進(jìn)速度注射PLLA 紡絲溶液，制備Pure PLLA 纖維膜作為對(duì)比樣，控制注射時(shí)間保證用于紡絲的溶液量一致.將靜電紡絲制備的樣品于40 ℃下烘干24 h，以穩(wěn)定初始表面電荷.Scheme 1示出了核殼結(jié)構(gòu)界面立構(gòu)復(fù)合化聚乳酸納纖膜的制備流程.

Scheme 1 Schematic illustration for the fabrication of core-shell interfacial SC PLA fibers by coaxial electrospinning approach

1.2.2 空氣過濾性能測(cè)試 采用自主搭建的過濾測(cè)試系統(tǒng)評(píng)價(jià)纖維膜的過濾性能.使用模具將樣品沖裁為直徑12 cm 的圓形，作為測(cè)試樣品，進(jìn)行過濾測(cè)試的環(huán)境濕度為（40±5）%.采用美國TSI 公司Model 8026型粒子發(fā)生器生成氯化鈉氣溶膠，作為測(cè)試介質(zhì)，顆粒物直徑為0～10 μm，依據(jù)現(xiàn)行的ISO標(biāo)準(zhǔn)（ISO/TS 16976-1：2022）測(cè)試流量，由抽氣泵提供10，32，65和85 L/min 的恒定空氣流量，采用美國TSI公司Model 3910型和Model 3330型納米顆粒粒徑譜儀對(duì)纖維膜上下游氣溶膠濃度計(jì)數(shù)，采用美國TSI公司Model AP800型微壓計(jì)測(cè)量空氣阻力（ΔP）.按下式計(jì)算過濾效率（η，%）：

式中：C0和C1（#/cm3）分別為纖維膜上、下游的顆粒物計(jì)數(shù)濃度.

2 結(jié)果與討論

2.1 界面立構(gòu)復(fù)合化聚乳酸納纖膜的形貌表征

由于高速拉伸過程溶劑揮發(fā)導(dǎo)致的相分離，使部分聚合物無法固化形成完整的纖維，純PLLA 纖維表面出現(xiàn)微孔［圖1（A）］［30］.另外，純PLLA纖維較粗，平均直徑為1373 nm，纖維連續(xù)無斷點(diǎn)，直徑分布均勻［圖1（E）］.在核部引入PDLA構(gòu)造核殼結(jié)構(gòu)后，殼部PLLA與核部PDLA之間形成的SCs導(dǎo)致溶液電導(dǎo)率增大，強(qiáng)靜電斥力將聚合物液滴拉伸為更細(xì)的纖維（）［20］.另外，控制注射速度對(duì)立構(gòu)復(fù)合的纖維形貌進(jìn)行調(diào)控.在較慢的注射速度下，溶液量不足以被電場(chǎng)拉伸為纖維而直接形成射流，液滴被收集后固化形成球狀結(jié)構(gòu)，嵌入纖維膜中［圖1（B）］.在高電壓下，低的核殼部注射速度將使射流不穩(wěn)定性增加，斷裂的PLLA和PDLA分子鏈聚集在纖維上形成紡錘體，這將減小紡錘體之間纖維的直徑［23］.高滾筒轉(zhuǎn)速收集將纖維拉伸得更細(xì)，CS1.5的平均纖維直徑為326 nm且存在極細(xì)的纖維（＜100 nm），同時(shí)，高牽引速率和慢注射速度的結(jié)合造成了斷裂和卷曲狀纖維結(jié)構(gòu)的出現(xiàn).適當(dāng)增加注射速度后，CS3.0中出現(xiàn)更粗的纖維，但平均纖維直徑仍保持為323 nm［圖1（C）］.未出現(xiàn)CS1.5中的紡錘和球狀纖維結(jié)構(gòu)，表明該注射速度下的PLLA 與PDLA 分子鏈未被電場(chǎng)拉伸斷裂而是發(fā)生取向化協(xié)同形成纖維.由于溶液的濃度和黏度保持一致，高收集速度仍然會(huì)對(duì)單根纖維造成過渡拉伸，引起纖維的斷裂.在未完全分開的纖維粘連處，有明顯的頸縮現(xiàn)象，PLLA與PDLA的核殼界面立構(gòu)復(fù)合化使纖維保持了連續(xù)狀態(tài)［31］.CS4.5的平均纖維直徑增加至439 nm，球狀結(jié)構(gòu)少，但斷裂的纖維數(shù)量明顯減少，更多連續(xù)的纖維表明該注射速度提供的射流充足，立構(gòu)復(fù)合化纖維提供了更高的拉伸強(qiáng)度［圖1（D）］.調(diào)控注射速度獲得的核殼界面立構(gòu)復(fù)合化纖維具有顯著的形貌變化和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，而細(xì)纖維數(shù)量的增多將有利于過濾效率的提升.

Fig.1 SEM images(A—D) and corresponding fiber diameter distributions(E—H) of Pure PLLA(A,E),CS1.5(B,F),CS3.0(C,G) and CS4.5(D,H)

2.2 界面立構(gòu)復(fù)合化聚乳酸納纖膜的電活性表征

纖維膜的表面電勢(shì)和介電常數(shù)直接關(guān)系到過濾材料對(duì)顆粒物的靜電吸附能力.利用非接觸式表面電勢(shì)測(cè)量?jī)x記錄了烘干12 h后，穩(wěn)定狀態(tài)下纖維膜的表面電勢(shì)［圖2（A）］.純PLLA的表面電勢(shì)較低，為2.4 kV，表現(xiàn)出弱的靜電吸引能力.核殼結(jié)構(gòu)纖維均具備更高的表面電勢(shì)（6.8～9.3 kV），這是由于SCs的形成增加了聚合物的結(jié)晶度，導(dǎo)致電場(chǎng)下更高比例偶極子的凍結(jié).大液滴中充斥著更多的電荷，使射流儲(chǔ)存的極化分子鏈增加，在注射速度增大時(shí)，纖維膜的整體表面電勢(shì)隨之顯著提高.所有纖維膜表面電勢(shì)均隨放置時(shí)間延長而逐漸降低（圖S1，見本文支持信息）.純PLLA 的表面電勢(shì)在10 d 后僅為0.2 kV，衰減幅度為91%.但是CS4.5的表面電勢(shì)在10 d后仍保持在6.9 kV，衰減幅度僅為25%，遠(yuǎn)小于純PLLA的電勢(shì)衰減幅度，顯示出界面立構(gòu)復(fù)合化聚乳酸纖維的高電荷穩(wěn)定性.核殼結(jié)構(gòu)纖維膜的介電常數(shù)較純PLLA（0.45 F/m，1000 Hz）顯著增大，且隨注射速度的加快介電性能明顯提升，CS4.5纖維膜在1000 Hz時(shí)介電常數(shù)為1.60 F/m，表現(xiàn)出增強(qiáng)的電場(chǎng)極化能力［圖2（B）］.快的注射速度導(dǎo)致形成更多的SCs，分子鏈結(jié)晶相的增多是介電常數(shù)提升的重要原因.

Fig.2 Surface potential(A) and dielectric constartts(B) of poly(lactic acid)membranes at different injection ratios

電活性相的形成影響纖維膜的極化和靜電吸附能力.利用FTIR 驗(yàn)證了電活性相的變化趨勢(shì)［圖3（A）］.CS3.0和CS4.5與純PLLA纖維膜的C=O基伸縮振動(dòng)吸收峰位置均在1756 cm-1，而CS1.5的則藍(lán)移至1757 cm-1，可能是弱C—H…O=C 氫鍵或偶極相互作用導(dǎo)致的［圖3（B）］［32，33］.在靜電斥力和機(jī)械拉伸力作用下，聚乳酸分子鏈隨纖維取向伸直，使螺旋構(gòu)象主鏈上的C=O規(guī)整排列產(chǎn)生偶極取向，立構(gòu)復(fù)合后強(qiáng)氫鍵作用將偶極電荷固化，提高電子陷阱深度，能夠有效提高極化穩(wěn)定性［17］.與純PLLA 相比，立構(gòu)復(fù)合化聚乳酸纖維的無定形相均發(fā)生藍(lán)移（由956 cm-1移動(dòng)至957 cm-1），主要是由于界面形成的SC 相促進(jìn)了PLLA 分子鏈的形核結(jié)晶，使無定形分子鏈轉(zhuǎn)化為有序的電活性晶相［圖3（C）］［17］.與純PLLA相比，核殼結(jié)構(gòu)纖維在903 cm-1出現(xiàn)新特征峰，證實(shí)了SCs的形成［圖3（D）］.在增大注射速度后，SCs峰位置由903 cm-1藍(lán)移至906 cm-1，更多的界面立構(gòu)復(fù)合化提供分子間氫鍵相互作用，造成特征峰的藍(lán)移［34］.C=O基、β相和SCs相的形成顯著提升了纖維膜的電活性，既導(dǎo)致表面電勢(shì)和介電常數(shù)的提高，也有利于纖維對(duì)顆粒物的靜電吸附.隨著注射速度增加，XRD 譜中位于16.7°的衍射峰［表示PLA均質(zhì)晶（HC）（110）/（200）晶面］強(qiáng)度明顯提高，而純聚乳酸在該位置則未見顯著的衍射峰，表明界面立構(gòu)復(fù)合化聚乳酸的結(jié)晶度與純PLLA相比明顯提高（圖S2，見本文支持信息）.

Fig.3 FTIR spectra(A) and the parts of C=O stretching vibrations(B),β-phase(C),and SC phase(D)of SC PLA membranes

2.3 界面立構(gòu)復(fù)合化聚乳酸納纖膜的力學(xué)性能

結(jié)合纖維膜的形貌結(jié)構(gòu)，預(yù)計(jì)核殼結(jié)構(gòu)立構(gòu)復(fù)合化對(duì)纖維膜的力學(xué)性能有明顯改善.通過靜態(tài)拉伸測(cè)試評(píng)價(jià)纖維膜的力學(xué)性能（圖4）.從應(yīng)力-應(yīng)變曲線可以看出，純PLLA 纖維膜具有極低的拉伸強(qiáng)度和較高的應(yīng)變率［圖4（A）］.立構(gòu)復(fù)合化導(dǎo)致纖維的延展性變差，核殼結(jié)構(gòu)的纖維斷裂伸長率由50.5%（純PLLA）衰減至27.5%（CS4.5），纖維膜表現(xiàn)出典型的脆性斷裂機(jī)制［圖4（B）］［35］.此外，立構(gòu)復(fù)合纖維膜的拉伸強(qiáng)度得到大幅提升，CS1.5 的拉伸強(qiáng)度提升至17.2 MPa，與純PLLA 相比增幅高達(dá)805%［圖4（C）］，體現(xiàn)了良好的增強(qiáng)效應(yīng)［26］.同樣，楊氏模量由純PLLA的45.3 MPa最高提升至CS1.5的351.1 MPa，極高的增幅（675%）表明立構(gòu)復(fù)合化的纖維對(duì)線彈性變形擁有更高的抵抗能力［圖4（D）］［12］.但注射速度的增加反而使立構(gòu)復(fù)合纖維整體力學(xué)性能均有降低趨勢(shì)，其原因主要是：在電紡過程中，由于大的纖維射流在電場(chǎng)力的作用下拉伸不足，纖維在短時(shí)間的固化過程中未充分結(jié)晶，從而導(dǎo)致纖維的力學(xué)性能差［36］.然而即便存在衰減趨勢(shì)，CS4.5 的拉伸強(qiáng)度（13.3 MPa）和楊氏模量（195.8 MPa）仍然遠(yuǎn)高于純PLLA.可見，立構(gòu)復(fù)合對(duì)纖維膜的力學(xué)性能具有顯著的增強(qiáng)效果.

Fig.4 Typical stress-strain curves(A),comparison of elongation at break(B),tensile strength(C) and Young’s modulus(D) histograms of SC PLA membranes

2.4 界面立構(gòu)復(fù)合化聚乳酸納纖膜的過濾性能

使用氯化鈉氣溶膠評(píng)價(jià)在10，32，65 和85 L/min 空氣流速下纖維膜對(duì)PM0.3和PM2.5的過濾性能（圖5）.純PLLA 纖維膜對(duì)PM0.3的過濾效率隨空氣流速的增大而降低，但立構(gòu)復(fù)合化的纖維膜表現(xiàn)出過濾效率隨氣流速度增大而上升的趨勢(shì)，并且在低注射速度下該趨勢(shì)更加明顯［圖5（A）］.該現(xiàn)象表明高氣流速度顯著提升了纖維膜對(duì)超細(xì)顆粒物PM0.3的靜電吸附能力.不同于傳統(tǒng)材料在高空氣流速下過濾效率的衰減，立構(gòu)復(fù)合化提升的電活性使纖維在高流速的穿透下仍能有效地捕獲PM.Zhang等［37］將纖維膜過濾效率隨氣流速度的提高歸因于纖維膜振動(dòng)下的自充電壓電性能，更高的氣流速度可以實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的遠(yuǎn)程靜電力來捕獲超細(xì)顆粒物.CS1.5纖維膜在空氣流速10 L/min 時(shí)過濾效率為82.5%，但在空氣流速85 L/min時(shí)提升至97.9%，遠(yuǎn)高于純PLLA的55.12%，增幅（15.4%）高于CS4.5的10.4%，表明細(xì)化的大比表面積纖維具有更強(qiáng)的感應(yīng)電場(chǎng)極化，推測(cè)是充分暴露的電活性相（C=O）促進(jìn)了極化的形成［17，28］.立構(gòu)復(fù)合纖維CS1.5 和CS3.0 對(duì)于PM0.3～2.5的過濾效率也隨空氣流速增大而上升［圖5（B）］，電活性相極化仍是主要原因［8］.CS4.5纖維膜整體表現(xiàn)出極高的過濾效率（＞99.9%），主要是大注射速度提供了更高的電荷注速度量，在纖維表面存在更多的體積電荷，顯著提升了對(duì)該粒徑顆粒物的去除效率［16］.為進(jìn)一步驗(yàn)證界面立構(gòu)復(fù)合化聚乳酸的電活性，對(duì)純PLLA和CS1.5進(jìn)行了12次連續(xù)過濾［空氣流速85 L/min，相對(duì)濕度（40±5）%］測(cè)試（圖S3，見本文支持信息）.CS1.5在多次測(cè)試后過濾效率仍然保持較高水平（＞96.02%），表面電勢(shì)衰減幅度（12%）遠(yuǎn)小于純PLLA，具有較好的電活性恢復(fù)性能.纖維膜的空氣阻力隨氣流速度增加均逐漸上升［圖5（C）］.純PLLA 纖維膜由于存在微孔，空氣阻力較立構(gòu)復(fù)合化纖維膜低.同一空氣流速下立構(gòu)復(fù)合纖維膜的壓降呈現(xiàn)出隨注射速度上升先上升后下降的趨勢(shì)，主要是由于核殼結(jié)構(gòu)纖維在慢注射速度下斷裂卷曲，導(dǎo)致孔隙率降低，空氣滲透性下降，引起壓降上升.大注射速度下的CS4.5纖維膜表現(xiàn)出最低的空氣阻力［38］.

Fig.5 Filtration efficiency of SC PLA membranes for PM0.3(A) and PM0.3—2.5(B) at different flow rates,pressure drop of filters at different flow rates(C) and SEM images of the membranes after filtration(D—G)

過濾后的纖維膜表面攔截了大量的顆粒物［圖5（D）～（G）］.界面立構(gòu)復(fù)合化后，電活性β相使得聚乳酸纖維對(duì)顆粒物的靜電吸附能力增強(qiáng)，CS1.5，CS3.0和CS4.5納纖膜表面捕獲的顆粒物明顯多于純聚乳酸.立構(gòu)復(fù)合化的纖維增強(qiáng)了對(duì)更小直徑顆粒物的攔截能力，具有最低平均直徑的CS1.5對(duì)PM0.3的靜電捕獲明顯優(yōu)于其它纖維膜，原因在于暴露的C=O基有效促進(jìn)了極化的形成，改善了顆粒物與纖維之間的靜電吸附效果.此外，CS1.5中的極細(xì)纖維（＜100 nm）、斷裂和卷曲狀纖維結(jié)構(gòu)有效豐富了物理攔截機(jī)制，與靜電吸附作用協(xié)同提升了界面立構(gòu)復(fù)合化聚乳酸納纖膜的空氣過濾性能.

3 結(jié)論

采用同軸紡絲調(diào)控核殼結(jié)構(gòu)注射速度控制纖維結(jié)構(gòu)演變，提升核-殼界面立構(gòu)復(fù)合化，高效電紡出具備紡錘、球狀和斷裂結(jié)構(gòu)的納米纖維，具有效率高，環(huán)境友好，結(jié)構(gòu)易調(diào)控等顯著特點(diǎn).核殼界面立構(gòu)復(fù)合纖維表現(xiàn)出顯著的電活性增強(qiáng)趨勢(shì)，CS4.5 纖維膜表面電勢(shì)和介電常數(shù)分別提升至9.3 kV 和1.60 F/m，C=O基、電活性β相和SCs相的形成賦予纖維膜極好的感應(yīng)電場(chǎng)極化能力.立構(gòu)復(fù)合的纖維膜延展性雖有衰減但拉伸強(qiáng)度大幅提高，CS1.5的拉伸強(qiáng)度為純PLLA的9倍，楊氏模量達(dá)到351.1 MPa，表明立構(gòu)復(fù)合化的纖維對(duì)線彈性變形具有更高的抵抗能力，展現(xiàn)出良好的增強(qiáng)效應(yīng).纖維膜對(duì)PM0.3的過濾效率大幅提升，并且隨氣流速度的增大，CS1.5的過濾效率在空氣流速85 L/min時(shí)提升至97.9%，遠(yuǎn)高于純PLLA 的55.12%.電活性的提高顯著增強(qiáng)了纖維膜的自極化，使高空氣流速下高過濾效率的實(shí)現(xiàn)成為可能.

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