仿生水稻叶各向异性聚偏氟乙烯超疏水膜的构建及性能研究

通过静电纺丝技术制备了一种仿生水稻叶各向异性聚偏氟乙烯(PVDF)超疏水膜,研究了纺丝液配比、纺丝条件对聚偏氟乙烯纳米纤维膜的形貌、疏水性以及纤维取向的影响。结果表明,最优纺丝液溶剂配比为DMF/丙酮=5∶5,PVDF质量分数为22%。最优纺丝参数为：电压12 kV,纺丝液推注速度0.05 mm/min,滚筒接收转速2 200 r/min,接收距离15 cm。制备出的聚偏氟乙烯纳米纤维膜具有优异的疏水性和各向异性,其与水的接触角为149.5°。同时,膜的断后伸长率为94.90%,抗拉强度16 MPa。为超疏水膜及表面制备提供了一种新的可行方法。     

高通量rGO微球@PVDF纳米纤维复合膜的制备及其油水分离性能研究

采用静电纺丝法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维膜,并采用共混纺丝法和真空抽滤两种方式将还原氧化石墨烯微球(rGO)负载于其上,获得高通量rGO微球@PVDF纳米纤维复合油水分离膜。通过调整静电纺丝过程参数(如推注速率和电场强度等)和纺丝液配方,对PVDF纳米纤维膜结构进行优化,并采用不同的rGO微球负载量、负载方式、黏结剂含量来提高纳米纤维膜的表面粗糙度和疏水性。利用扫描电子显微镜和接触角测试对纤维膜的表面形貌和亲疏水性进行表征,并通过二氯甲烷-水体系进行油水分离实验,测试了不同配方下杂化膜的重力驱动油水分离性能。结果表明,当静电纺丝溶液中PVDF含量为14%时,以1 mL·h^-1的推注速率,在15 kV下制得的PVDF纳米纤维膜,并将1%PVDF溶液、3 mg rGO微球(与黏结剂中有效成分PVDF质量比为3∶1)和溶剂组成的铸膜液抽滤在膜表面,复合膜表面水接触角为130.9°,其油水分离过程中的有机溶剂透过通量可达5 641.3 L·h^-1·m^-2,水相的截留率为99.28%。     

无纺布支撑PVDF纳米纤维疏水膜的制备及其性能研究

以N,N-二甲基甲酰胺和丙酮为混合溶剂,采用静电纺丝法制备了基于不同无纺布支撑的聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维疏水膜,考察了不同无纺布支撑材料对膜结构与膜性能的影响;利用扫描电子显微镜、接触角测量及膜蒸馏脱盐实验等对纳米纤维膜的结构及性能进行了表征。结果表明,以不同无纺布为支撑材料的电纺纳米纤维膜具有良好的疏水性,接触角最高可高达149.5°;复合膜整体孔隙率最高为79.8%,纳米纤维分离功能层的孔隙率最高可达92.6%;纳米纤维膜平均孔径随着静电纺丝时间的延长而降低,膜平均孔径在1.25~2.02μm,尽管膜孔径分布情况各不相同,但复合膜的盐截留率均能达到99.99%以上。以质量浓度35 g/L的NaCl溶液为进料液进行直接接触式膜蒸馏脱盐实验,在疏水膜两侧温差为60℃条件下膜通量最高可达48.84 kg/(m~2·h)。     

纺丝条件对PVDF/PVC中空纤维膜性能的影响

采用干-湿法纺丝工艺制备PVDF/PVC共混中空纤维膜,通过对水通量、孔径、截留率等的测试,研究了挤出速率、芯液流量、干纺程对PVDF/PVC中空纤维膜性能及结构的影响,并进行了详细的理论分析。试验结果表明挤出速率与膜通量存在最大值,芯液流量与膜通量及截留率呈线性关系,干纺程的影响效果跟挤出速率类似。可以通过改变纺丝条件来制备性能不同的中空纤维膜。     

静电纺聚氨酯纳米纤维膜的制备及其性能研究

静电纺丝技术是制备纳米纤维膜的一种比较简单而且常用的技术。对静电纺丝技术制备聚氨酯(TPU)纳米纤维膜的最佳纺丝条件进行探索。此外,对制备的TPU纳米纤维膜进行了力学性能和介电性能的表征。结果表明,在纺丝液质量分数为12%、电压20 V、接收距离15 cm、THF与DMF的体积比为5∶1的条件下,制备的TPU纳米纤维膜表面无珠粒、纤维直径均匀,纺丝效果最佳。与纯TPU薄膜进行性能对比,TPU纳米纤维膜的断裂伸长率和拉伸强度远低于纯TPU薄膜,前者的介电常数比后者略低,但是前者的弹性模量低于后者。制备的TPU纳米纤维膜可以应用于气体过滤领域。     

纺丝参数对聚偏氟乙烯静电纺纤维膜β相含量的影响

β相聚偏氟乙烯(PVDF)因其具有良好的压电、热电性能而受到广泛的关注。采用静电纺丝的方法一步得到高β相含量的PVDF纤维膜,利用X射线衍射(XRD)谱图以及后续的处理分析静电纺过程中的纺丝参数对制备的PVDF纤维膜的结晶度以及结晶部分中β相含量的影响,从而得到了制备高β相含量PVDF的最优化的静电纺丝条件。     

膜蒸馏用超疏水PVDF纳米纤维膜的制备和性能研究

采用静电纺丝法制备聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维膜,并以此膜和和商品膜HVHP4700为基膜,通过在其表面先覆盖二氧化钛、再覆盖十二烷基三氯硅烷进行改性,得到超疏水表面。对改性后的超疏水纳米纤维膜进行了表征和性能评价、膜蒸馏实验。结果表明,在较小的纺丝液推注速度下,制备的纳米纤维膜具有较适宜的厚度、孔径、液体入口压力和孔隙率。改性后2种膜的接触角均大于150°,抗润湿性能显著提高。改性前后PVDF纳米纤维膜的产水通量均高于改性前后的HVHP4700膜,4种膜的产水电导率均低于5μS/cm,脱盐率高于99.99%。     

静电纺抗紫外PVA/芦丁纳米纤维膜的制备及其性能研究

以聚乙烯醇(PVA)为原料,以芦丁为改性剂,将PVA与芦丁共混于去离子水中,通过静电纺丝制备抗紫外PVA/芦丁纳米纤维膜,并对其性能进行表征。结果表明:静电纺丝工艺条件为电压20 k V,纺丝速度0.5 m L/h,接收距离10 cm,温度30℃;加入少量芦丁,对PVA静电纺丝成纤性无影响,但纤维直径增大,直径均匀性变差;纤维中PVA与芦丁之间存在氢键;相对PVA,芦丁质量分数为4.76%时,PVA/芦丁纳米纤维膜的纤维平均直径为302 nm,抗紫外系数大于40,具有良好的抗紫外性能。     

PVA静电纺丝工艺优化研究

以聚乙烯醇(PVA)为原料、去离子水为溶剂,通过静电纺丝制备PVA纳米纤维膜,利用正交实验探讨静电纺丝过程中纺丝液PVA浓度、纺丝距离、纺丝电压和注射速度对PVA纳米纤维膜形貌及纤维直径的影响,得出制备纤维膜的较佳工艺条件,并分析了纺丝液PVA浓度对纤维膜的力学性能和亲水性能的影响。结果表明：随着纺丝液PVA浓度的增加,PVA纤维的直径逐步变小,直径分布变窄;当纺丝液PVA质量分数为7%、纺丝电压为14 kV、纺丝距离为14 cm、注射速度为0.5 mL/h时,纤维膜的纤维直径最小,为203 nm;正交实验中PVA浓度、纺丝电压、纺丝距离、注射速度4个因素的极差值分别为87.00,49.67,18.33,11.67;纺丝液PVA质量分数从5%增加到7%,纤维膜的断裂强度从2.21 MPa提高至2.81 MPa,断裂伸长率从31.63%提高至56.39%,水接触角从37.7°提高至48.7°。     

静电纺丝法制备PVDF纳米纤维

静电纺丝法是聚合物溶液或熔体在静电作用下进行喷射拉伸而获得纳米级纤维的纺丝方法。聚偏氟乙烯(PVDF)具有优异的压电性能,而通过静电纺丝技术制得的聚偏氟乙烯静电纺丝膜具有高孔隙率、轻薄柔韧、透气性好等优点从而广泛应用在传感材料、电池隔膜和生物材料等领域。为了研究最适纺丝工艺,本文通过调节不同的纺丝电压、聚合物溶液浓度以及N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和四氢呋喃(THF)的溶剂配比,利用静电纺丝的方法制备PVDF纳米纤维,并使用扫描电镜对纤维的微观形貌表征,以及乌式黏度计对纺丝液黏度进行测试。结果表明:当纺丝液浓度为10%PVDF,混合溶剂配比为DMF∶THF为60∶40,纺丝电压为15 kV时,电纺的PVDF纤维膜直径分布均匀,具有良好的微观形貌,并且孔隙率高。     

聚合物基锂电池纳米纤维隔膜研究进展

综述了静电纺丝技术工作原理、影响条件及国内外运用该技术制备的锂电池用聚合物纳米纤维隔膜的发展现状，主要包括聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚磺酰胺（PSA）、聚丙烯腈（PAN）、聚偏氟乙烯（PVDF）等聚合物纳米纤维隔膜，介绍了各种聚合物隔膜的特点和性能，并对静电纺丝法制备的隔膜的发展方向进行了展望。     

电极丝静电纺制备聚酰胺纳米纤维膜

利用无针头电极丝式静电纺丝机制备聚酰胺(PA6)纳米纤维膜材料。研究了静电纺工艺条件对PA6纳米纤维膜形貌及直径的影响,探讨了纤维膜力学性能与直径的关系。结果表明,电极丝静电纺丝装置能高效制备光滑、连续、均匀的纳米纤维膜;纤维直径与纺丝液质量分数呈正比关系,质量分数在12%左右时静电纺丝效果最好;当电压为70 k V时,纤维直径最小且分布较集中;接收距离的增加改善纤维直径的均匀性;直径的减小提高膜断裂强度的同时也降低伸长率。     

静电纺丝PLA/丝素复合纤维膜的结构和性能

以氯仿、丙酮为混合溶剂,制得质量分数为5%的聚乳酸(PLA)纺丝液,经静电纺丝制备PLA纤维膜;以98%的甲酸为溶剂,制得丝素纺丝液,在PLA纤维膜上喷射丝素纺丝液制成PLA/丝素复合纤维膜.采用扫描电镜观察其形貌结构,并测定其微细结构、力学性能、溶失率及生物性能.结果表明:PLA/丝素复合纤维膜呈规整排列的多孔网状结构.与丝素膜相比,PLA/丝素复合纤维膜的丝素蛋白转向β折叠结构,断裂比功提高18倍,水中溶失率降低3倍,更有利于人脐静脉内皮细胞在纤维膜上的生长.     

CTA/PVDF共混中空纤维纳滤膜的研制

以聚偏氟乙烯（PVDF）为第二组分聚合物与三醋酸纤维素（CTA）共混,通过冻胶法纺丝工艺制备成中空纤维纳滤膜.讨论了固含量,纺丝工艺和后处理条件对膜性能的影响,并测试了不同操作条件下的膜性能,取得了满意的结果.     

PAN-O/MMT复合纳米纤维膜的制备及染料吸附性能

利用静电纺丝法制备了含有不同质量分数(0、1%、3%、5%)有机改性蒙脱土(O/MMT)的聚丙烯腈复合纳米纤维膜,通过亚甲基蓝吸附分析比较了纤维膜的吸附性能。利用粘度、电导率、表面张力分析了MMT的含量对纺丝液性质的影响,利用扫描电子显微镜分析了不同比例O/MMT的加入对所制备的复合纳米纤维的形貌结构的影响,傅里叶变换红外光谱分析结果证实了O/MMT和PAN形成了纳米复合结构,同时借助热重分析仪分析了O/MMT的加入对复合纳米纤维膜热性能的影响。结果表明,随着O/MMT含量的增加,纤维变细、珠节增加,纤维膜的亚甲基蓝吸附能力也同时提高。     

静电纺聚偏氟乙烯及其复合纳米纤维膜在过滤领域的研究进展

静电纺丝作为一种可以制备纤维直径几纳米至几微米之间超细纤维技术,是目前获得纳米尺寸纤维最有效的方法之一,聚偏氟乙烯(PVDF)也因其优异的物理和化学性能在众多领域备受青睐。近年来,利用静电纺丝技术制备直径分布、孔径大小以及所需性能等各方面达到指定要求的PVDF及其复合纳米纤维膜成为了国内外学者的研究热点。目前,已成功制备出了多种高性能化和多功能化的PVDF纳米纤维膜,并在医学、电工电气以及过滤等诸多领域有着十分广阔的应用前景。文中简述了静电纺PVDF及其复合纳米纤维膜的原理和影响因素,对电纺PVDF及其复合纳米纤维膜在空气过滤、油水分离以及重金属吸附等过滤领域的应用进行了介绍,指出电纺PVDF及其复合纳米纤维膜可能存在的问题及发展前景。     

不同相对湿度下亲疏水纳米纤维膜空气过滤性能实验研究

利用静电纺丝法制备了表面静态接触角为23.6°的具有亲水功能的PAN/PVP复合纳米纤维膜、接触角为81.2°的PAN纳米纤维膜、接触角为131.9°的具有疏水功能的PAN/PVDF复合纳米纤维膜。利用自行搭建的空气过滤实验台，在40%、55%、70%三种相对湿度下对三种纳米纤维膜进行空气过滤实验，对纳米纤维膜的过滤效率、阻力损失及品质因子进行分析。结果表明：三种纳米纤维膜的过滤效率随着相对湿度的增大而升高，PAN/PVP膜和PAN膜的阻力损失随着相对湿度的增大而增加，PAN/PVDF的阻力损失随着相对湿度的增大而减小；PAN/PVP膜和PAN膜的品质因子随着相对湿度的增大而减小，PAN/PVDF膜的品质因子随着相对湿度的增大而增大，湿度越大，PAN/PVDF纳米纤维膜的过滤性能越显著。     

交联PVA纳米纤维膜防水性能研究

利用静电纺丝法制备了聚乙烯醇(PVA)纳米纤维膜,研究了不同含水量的无纺布对成膜的影响。选取PVA为原料,在纺丝液里添加了不同质量的马来酸酐和浓硫酸,得到了具有交联结构的的PVA-MAH-H2SO4纳米纤维膜。并用扫描电镜表征其交联结构,防水性能测试结果显示,交联改性后的PVA纳米纤维膜具备一定的防水性能。     

添加剂对聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜结构及性能的影响

在聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中添加聚乙烯砒咯烷酮(PVP)、LiCl和苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA),采用相转化法制备了PVDF中空纤维共混超滤膜,并通过扫描电镜表征、膜通量和截留率测试等手段,研究了聚合物含量和不同添加剂对PVDF中空纤维膜的结构和性能的影响.结果显示,随着聚合物PVDF含量的增加,膜通量减小、截留率增加、拉伸强度增加;添加剂SMA对膜性能影响较大,PVP和LiC1含量对膜的结构及性能影响较小,随其含量的增加,膜截留率增加.     

碳纳米管-聚丙烯腈纳米纤维膜的制备及对亚甲基蓝的吸附

采用静电纺丝技术制备碳纳米管-聚丙烯腈(CNT-PAN)复合纳米纤维膜,以期利用CNT增强PAN纳米纤维的力学性能和染料吸附性能。通过扫描电子显微镜、物理吸附仪和电子万能试验机等对不同CNT含量的复合纤维膜的微观结构、孔隙率、比表面积以及力学性能进行了表征分析。以亚甲基蓝为模板分子研究了不同条件下纳米纤维膜对染料的吸附效果。结果表明,随着CNT含量的增加,纳米纤维的直径略微增大,膜孔隙率和孔径变化不大。CNT的加入明显提高了PAN的力学性能和对染料的吸附性能,CNT的质量分数为10%时CNT-PAN复合纳米纤维膜的性能最佳,与纯PAN纤维膜相比,断裂强度提高了152%,染料吸附率提高了将近30%。