聚偏二氟乙烯(PVDF)电纺毡表面电性能研究(4)

　　从图2可以看出在低浓度下，得到的纤维毡的残留电势随着溶液浓度的增大。在相对较高浓度下，纤维毡表面残留电势反而有所降低，这可能与较高浓度条件下所得纤维直径增加有关。从电纺的原理和对纺丝过程的分析，可知整个体系都处在一个强的高压电场中，聚合物溶液是带电的，每个液滴都带有一定量的电荷，这些带电的液滴受到电场力的作用，被抽成较细的纤维，在这个过程中射流上面的电荷在形成纤维以后仍有可能保留在纤维毡上，所以实验中电纺得到的PVDF纤维毡都不同程度上存在一定量的残留电荷。
2.2 电荷衰减情况

图2 残留电势和粘度随浓度的变化关系曲线
Fig 2 Changes of viscosity and residual potential with the concentration of PVDF solution
　　聚合物保有电荷的能力与其本身的电性能密切相关，不同种类的材料其电导率有所不同。试验中选定特定条件下电纺得到的PVDF纤维毡进行跟踪测量，结果如图3所示。
　　由图3可见，电纺PVDF纤维毡上有大量的电势残留，但残留电势随时间衰减的很快，5个小时过后已经很少有电荷残留，而剩余的少量电荷则经过很长时间才衰减，最后完全耗散掉。电荷储存的能力主要取决于聚合物的电性能、纤维直径和介质结构。因为PVDF是强极性材料，介电常数8.4，导电率较高，电荷衰减速度较快，所以这些电荷在纤网上的停留时间较短。这与Tsai[6]所得电势衰减规律相似。

图3 残留电势随时间的衰减曲线（纺丝条件：电压12kv，距离15cm，浓度11%）
Fig 3. Decay curve of residual potential stored in the fiber mat(spinning conditions: applied voltage 12kv, distance 15cm, concentration 11% )