4.常見問題及解決方法
1.PA材料的性質
聚醯胺（英文：Polyamide，PA）是由含有羧基和氨基的單體通過醯胺鍵聚合成的高分子。它易溶於甲酸、乙酸、六氟異丙醇等溶劑。聚醯胺用作塑料時稱尼龍，用作合成纖維時我們稱為錦綸。聚醯胺可由二元胺和二元酸製取，也可以用ω-胺基酸或環內醯胺來合成。根據二元胺和二元酸或胺基酸中含有碳原子數的不同，可製得多種不同的聚醯胺，目前聚醯胺品種多達幾十種，其中以PA-6、PA-66和PA-610的應用最廣泛。PA-6、PA-66和PA-610的鏈節結構分別為[NH(CH2)5CO]、[NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO]和[NH(CH2)6NHCO(CH2)8CO]。PA-6和PA-66主要用於紡制合成纖維，稱為錦綸-6和錦綸-66。PA-610則是一種力學性能優良的熱塑性工程塑料。PA具有良好的綜合性能，包括機械強度、耐熱性、耐磨損性、耐化學藥品性、電絕緣性和自潤滑性，且摩擦係數低，有一定的阻燃性，易於加工。圖 1 PA-6結構式
2.靜電紡PA的應用
（1）空氣/水過濾：纖維空氣過濾材料是由許多排列複雜的纖維搭建而成，傳統的纖維空氣過濾材料的孔徑較大，即使是過濾性能較好的熔噴過濾材料的孔徑也在十至幾十微米，過濾細小顆粒的效果並不良好。PA具有良好的靜電紡絲性能，靜電紡PA納米纖維通常直徑可以做到80-200nm，屬於靜電紡絲材料中纖維比較細的，尤其是通過添加適量無機鹽調節紡絲液電導率，可製備納米纖維（80-200nm）/納米蛛網（~20nm）複合納米纖維（如圖2所示）。這種極小的纖維直徑賦予PA納米纖維膜更小的孔徑、更大的比表面積和吸附性能，使PA納米纖維濾材在高精細過濾方面具有很大性能的優勢。
圖2 PA納米蛛網SEM圖
(2) 電池隔膜：在鋰離子電池的結構中，隔膜是關鍵的內層組件之一。隔膜的性能決定了電池的界面結構、內阻等，對提高鋰離子電池的綜合性能具有重要作用。PA具有很好的熱穩定性能和機械強度，且分子中的醯胺鍵具有較強的極性，與高極性的電解液有較強的親和性。具有三維立體結構的PA靜電紡納米纖維隔膜具有孔隙率高、孔徑分布均勻、結構可調性強等優點，可作為浸潤性好、離子電導率高的鋰離子電池隔膜，有望提升電池的充放電容量、倍率性能及循環性能。圖3 鋰離子電池工作原理示意圖
(3) 催化劑載體：目前，研究新型納米催化劑材料是催化領域的研究重點，納米材料由於具有獨特的小尺寸效應、表面效應、量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應等在催化領域具有重要應用，但是納米催化劑粒子很容易團聚，嚴重影響了其應用範圍，因此，負載型催化劑成為催化領域重要研究內容。靜電紡絲技術是製備一維納米纖維材料的一種重要方法，靜電紡PA納米蛛網可以作為載體實現納米催化劑均勻的負載，另外利用靜電紡PA納米蛛網的大比表面積、易回收性還可以提高催化劑的催化活性和回收性能。催化劑負載方法有原位複合法、共沉澱法、水熱-溶劑熱法等。
圖4 靜電紡絲與水熱（溶劑熱）相結合製備的複合納米纖維材料
(4) 高性能傳感器材料：靜電紡納米纖維膜具有三維立體通孔結構，有利於目標檢測物在纖維膜內部快速擴散，同時，PA納米蛛網具有超高的比表面積且易於功能化改性，可為目標檢測物的吸附及反應提供豐富的活性位點，從而大幅提升傳感器的靈敏度、響應速度和檢測極限。因此，靜電紡PA納米蛛網膜在高性能傳感器領域有著巨大的應用前景。
圖5 基於尼龍6 納米蛛網膜的比色法檢測甲醛的示意圖
3. 靜電紡PA流程
3.1主要材料和儀器：
(1) 紡絲材料：PA6顆粒；88%甲酸，分析純。(2) 實驗儀器：50mL錐形瓶、磁力攪拌器、電子天平、E05靜電紡絲機。3.2紡絲液配置：
甲酸有強腐蝕性和刺激性氣味，皮膚接觸可引起炎症和潰瘍，實驗操作時需要穿戴適當橡膠手套、護目鏡和防毒面具等防護用具，提高防護意識！
使用電子天平稱取一定質量溶劑甲酸於錐形瓶中，加入磁力攪拌子，置於磁力攪拌器上攪拌；再稱取一定質量的PA6，緩慢加入攪拌的錐形瓶中，蓋緊瓶蓋；連續攪拌溶解6h，顆粒溶解完全至溶液澄清透明，即可得到一定質量濃度的PA6紡絲液。需要在通風廚或通風性良好的實驗室配置。常見PA紡絲液質量濃度為8% -20% ; 溶劑體系為甲酸、六氟異丙醇、甲酸/六氟異丙醇（4:1）、甲酸/乙酸（4:1、1:2）、甲酸/二氯甲烷（1:1）和甲酸/DMF（6:1）。
3.3紡絲過程及參數：
將上述PA紡絲液抽到20mL注射器中，注射器固定到紡絲機注射泵上，裝上20G （1/2 英寸，平口）不鏽鋼針頭，針頭接高壓電源正極，接收輥筒接高壓電源負極，輥筒上貼上接收基材；調整接收距離為15-20cm；設置注射器規格為20mL，供液速度1mL/h，輥筒轉速300轉/min，滑臺行程20cm，紡絲電壓正15kV，負5kV，溫度35℃，溼度40%，定時120min。最後關閉設備門，開啟排風，並保持室內通風。常用靜電紡接收基材：鋁箔紙、離型紙、無紡布、篩網布等，鋁箔紙導電性好接收效率高、離型紙易於揭膜、無紡布（篩網）可作為過濾應用的基材，可以根據具體的應用需求來選用。4.常見紡絲問題及解決方法
(1) 掃描電鏡下，纖維上串珠較多：一般是紡絲液的中PA濃度太低，導致紡絲液粘度不夠，建議繼續提高PA濃度。通常情況下，隨著紡絲液濃度的升高，紡出來的產物會從微納米顆粒、串珠纖維、均勻纖維到粗纖維，這一過程轉變；另外PA分子量太小，PA分子在溶液中纏結不足，也會導致纖維產生串珠，這種情況建議更換分子量稍高一點的原料。(2) 紡絲過程中，針尖掛絲、飄絲：一般是紡絲環境溼度過高，紡絲射流在空氣中吸溼提前固化並且纖維上電荷中和，導致纖維帶電量下降，導致纖維拉伸性能減弱，所受電場力減弱，不足以吸附到接收極。可以嘗試除溼機除溼或者加熱除溼解決。
(3) 皮膚意外接觸到甲酸該如何處理：立即用大量清水衝洗或用肥皂水衝洗或稀鹼液（碳酸氫鈉溶液濃度約為1%）衝洗，注意不能用溼布擦拭，如果還很嚴重就要在上述緊急處理後就醫。