聚偏氟乙烯/铌酸锂复合驻极纳米纤维膜的制备及其空气过滤性能

通过水热法制备出铌酸锂(LiNbO_3,简称LN)纳米粒子,并将其作为驻极粒子加入到聚偏氟乙烯(PVDF)纺丝溶液中,通过静电纺丝工艺制成聚偏氟乙烯/铌酸锂(PVDF/LN)复合纳米纤维。通过过滤性能测试发现,与纯PVDF纳米纤维相比,LN纳米粒子的存在极大地提高了复合纳米纤维膜的过滤效率,质量分数为1%的PVDF/LN纤维膜过滤效率最佳可达99.98%,阻力压降为84.28 Pa。     

纳米纤维包芯纱的制备与表征

提出了一种制备连续的聚偏氟乙烯(PVDF)/粘胶纳米纤维包芯纱的方法——多针头静电纺。通过多针头静电纺原理集聚纳米纤维,用旋转的金属喇叭对纳米纤维进行加捻并包覆在芯纱表面。研究了纳米纤维包芯纱的形貌、疏水性能和力学性能。结果显示,PVDF纳米纤维在芯纱表面包覆比较均匀,且包覆在芯纱表面的纤维有较好的取向和均匀的捻回分布。PVDF纳米纤维包芯纱的力学性能较芯纱显著提高,断裂强度达到68.89 Mpa,伸长率26.51%,且具有良好的疏水性,表面接触角达到150°。     

石墨烯/聚偏氟乙烯纳米纤维的制备

为深入了解石墨烯/聚偏氟乙烯(PVDF)纤维的形态结构、力学性能和制备条件,通过静电纺丝技术制备了石墨烯/PVDF复合纳米纤维。对静电纺纳米纤维的表面微观形貌和力学性能进行了表征,研究了PVDF质量浓度、静电纺电压、接收距离、石墨烯的加入量等参数对复合纤维制备的影响。结果表明:石墨烯以3种形式存在于纳米纤维之中;当加入石墨烯(GE300)质量分数为1%时,所得到的静电纺纳米纤维拉伸强度为3.22 MPa;对比纯PVDF材料,其拉伸强度增加了49.1%;当PVDF质量分数为26%,静电纺电压为20 k V,接收距离为20 cm时,静电纺过程稳定,可得到直径均匀的石墨烯/PVDF纳米纤维。     

SiO2原位掺杂聚偏氟乙烯纳米纤维膜的制备及其性能

为提高聚偏氟乙烯(PVDF)的压电性能,以PVDF和正硅酸乙酯(TEOS)为原料,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮为混合溶剂,利用原位复合溶胶-凝胶法和高压静电纺丝技术制备纳米SiO₂原位掺杂PVDF复合纳米纤维膜,并分析纳米纤维膜的表面微观形貌、化学结构、力学性能以及压电性能等。结果表明:复合纳米纤维膜的面密度与厚度随TEOS质量的增加而增加;静电纺丝使PVDF中部分α相转变为β相,纯PVDF纳米纤维膜的β相含量是PVDF粉末的1.54倍,为(31.42±0.62)%;且原位掺杂SiO₂后β相含量进一步提高,拉伸强力与输出电压均呈先增大后降低的趋势,当TEOS质量为1.643 g时PVDF纳米纤维膜β相含量最高为(42.59±0.62)%,原位掺杂PVDF纳米纤维膜拉伸强力最大为(8.03±0.19) N,输出电压最高为(2.33±0.13) V。     

静电纺钛酸钡/聚偏氟乙烯纳米复合柔性压电纤维膜

为进一步提高聚偏氟乙烯（PVDF）压电性能,采用具有铁电性能的钛酸钡(BaTiO3)纳米颗粒为无机填料,通过静电纺丝技术制备BaTiO3/PVDF纳米复合纤维膜。借助扫描电子显微镜、全反射红外光谱、差示扫描量热法、X射线衍射以及脉冲电压测试等仪器对纤维膜的结构和性能进行了表征及分析,探索了不同添加量的BaTiO3对复合纤维膜结晶结构及压电性能的影响。结果表明：静电纺丝过程中静电力的拉伸和纳米BaTiO3的成核作用促进了PVDF具有压电性的β晶型的形成;当BaTiO3质量分数为10%,复合纤维膜的β晶型含量达到90.8%,纤维膜的输出电压值由20 V增加至50 V;制得的BaTiO3/PVDF复合纤维薄膜具有良好的压电性。     

聚偏氟乙烯/聚丙烯复合型疝气补片的制备

利用等离子体改性对普通聚丙烯(PP)织物进行表面处理,然后在织物表面涂覆氟橡胶黏合剂,并将其与聚偏氟乙烯(PVDF)静电纺纤维薄膜毡复合,研究了聚偏氟乙烯/聚丙烯复合型疝气补片的制备方法。结果表明:利用氦气对PP织物进行等离子体处理可提高其亲水性能;处理后PP织物表层的氧含量增加,碳含量降低,亲水性增强;最佳的等离子体改性参数为功率150 W,处理时间2 min。PP织物与PVDF纤维薄膜毡复合后,断裂强度增大,但断裂伸长率和厚度基本保持不变;复合补片的水通量为11.73 mL/min,能满足体液的正常传输;复合补片在温度为50℃以下无明显收缩,从尺寸稳定性角度来说用于人体是安全的。     

高压电性静电纺柔性氧化锌/聚偏氟乙烯复合纤维膜

为了获得环保、柔软、透气和高压电性的材料,增加压电材料在纳米发电机,传感器,可穿戴电子器件等方面的应用,采用静电纺丝技术制备出了高压电性的氧化锌/聚偏氟乙烯（ZnO/PVDF）复合纤维膜材料。通过扫描电子显微镜、全反射傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪及示波器对压电复合纤维膜的形貌、结构和压电性进行了表征。结果表明：在PVDF基材中加入适量的氧化锌纳米颗粒(ZnO NPs)可在一定程度上提升PVDF纤维膜的结晶度和电活性β晶型含量增加,使PVDF中总的β晶型含量增加;同时,ZnO NPs自身具有压电性,也可进一步提升复合材料的压电性,使复合纤维膜的输出电压显著提高。当ZnO NPs质量分数为30%时,复合膜的输出电压高达60V,与纯PVDF纤维膜的输出电压相比,复合纤维膜的压电性提升了200%。     

聚乙烯亚胺纳米纤维的制备及其胆红素吸附性能研究

文章利用同轴溶液喷射纺丝技术制备了聚乙烯亚胺(PEI)/聚偏氟乙烯(PVDF)皮芯型纳米纤维,其中,PEI为皮层充当吸附剂,PVDF为芯层以解决PEI难于成纤的难题;所制纤维呈三维卷曲形态并杂乱堆积形成高孔隙率的PEI/PVDF纳米纤维膜(PEI/PVDF)。为提高PEI/PVDF的胆红素吸附性能,将赖氨酸固载其表面制得赖氨酸修饰的PEI/PVDF(PEI/PVDF-lysine)。结果显示,PEI/PVDF和PEI/PVDF-lysine的胆红素吸附量分别可达376.57mg/g和386.97mg/g。     

碳纳米管/聚偏氟乙烯纳米纤维膜的制备及其压电性能

为提高聚偏氟乙烯(PVDF)的压电性能,采用静电纺丝法将碳纳米管(CNTs)引入到PVDF纳米纤维膜中制备CNTs/PVDF纳米纤维膜,并组装成三明治结构的柔性压电传感器,探究CNTs质量分数对CNTs/PVDF纳米纤维膜压电性能的影响。借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、万能试验机以及数字示波器对纳米纤维的形貌、结构、力学性能及压电性能进行表征。结果表明:CNTs/PVDF纳米纤维膜具有良好的力学特性,CNTs的添加有利于晶体结构中β晶型的形成;当CNTs质量分数为5%时,CNTs/PVDF纳米纤维的晶体结构中β晶型含量最多,压电性能最强,此时柔性传感器的输出电压达到最大值7.5 V。     

过温保护层合纳米纤维隔膜的制备及其性能

为克服现有隔膜材料孔隙率低、耐热性能差的缺点,采用静电纺丝技术,以耐高温性能较好的聚丙烯腈（PAN）和力学性能较好的聚偏氟乙烯（PVDF）为原料,通过多针头、滚筒接收装置成功制备了具有较高孔隙率和热稳定性等优点的PAN/PVDF/PAN 层合纳米纤维隔膜材料,并对得到的3 种不同厚度比的纳米纤维复合膜结构与性能进行了测试,探究了聚丙烯腈和聚偏氟乙烯不同厚度比例对纳米纤维膜性能的影响,同时对材料的过温保护功能进行了分析。结果表明,制备的复合纳米纤维隔膜具有75.42% 的孔隙率,在160 ℃内能保持尺寸稳定,并且超过160 ℃具有过温保护功能。     

超疏水气凝胶涂层超高分子量聚乙烯织物的制备与表征

为提高超高分子量聚乙烯织物的疏水性能,基于荷叶效应原理,采用涂层方法在织物表面构筑纳米微米结构。将二氧化硅气凝胶分散于聚偏氟乙烯（PVDF）溶液中制成涂层液,并对超高分子量聚乙烯织物进行涂层处理。借助Ｘ 射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜等测试织物表面的化学组成及微结构,并采用集灰实验测定织物的自清洁性能。结果表明：当PVDF质量分数为12%、二氧化硅气凝胶质量分数为8% 时,涂层织物表面的最大接触角为157.8°,滚动角为3°;涂层膜表面有微米级突起和纳米级颗粒状突起;水滴可将涂层后织物表面的污物带走,织物具有良好的自清洁效果。     

静电纺制备PVDF纳米纤维膜的应用

聚偏氟乙烯(PVDF)是一种新型高分子材料,通过静电纺丝法制备的PVDF纳米纤维膜具有压电系数高、生物相容性好、质轻柔软等优点,近年来在各领域得到广泛应用。为了充分认识PVDF纤维膜,简要对比了溶液流延法、静电纺丝法制作PVDF纤维膜的优缺点,详细介绍了溶液静电纺丝法制备聚偏氟乙烯纳米纤维膜的工艺过程。重点分析了当前PVDF纳米纤维膜在压电传感器、生物医学、过滤材料、电池隔膜等领域的应用现状。探索了在生产和应用领域上存在的问题,并提出了PVDF纳米纤维膜的发展前景。     

防污自洁而涂剂的制备与应用

采用聚偏氟乙烯（PVDF）与纳米SiO2粒子制备防污自洁面涂剂，并将此面涂剂面涂到高强涤纶长丝双轴向经编PVC建筑织物上。面涂后该织物的与水接触角达158．2°，滚动角为3°，且经集灰实验测试，水滴能将撒在织物表面上的炭黑带走，证明了所制备的面涂剂具有一定的防污自洁性。同时，用原子力显微镜（AFM）观察面涂后的PVC建筑织物，其表面形成了同荷叶表面类似的微米-纳米粗糙结构，从而为其具有防污自洁性提供了依据。     

防污自洁面涂剂的制备与应用

采用聚偏氟乙烯(PVDF)与纳米SiO2粒子制备防污自洁面涂剂,并将此面涂剂面涂到高强涤纶长丝双轴向经编PVC建筑织物上。面涂后该织物的与水接触角达158.2°,滚动角为3°,且经集灰实验测试,水滴能将撒在织物表面上的炭黑带走,证明了所制备的面涂剂具有一定的防污自洁性。同时,用原子力显微镜(AFM)观察面涂后的PVC建筑织物,其表面形成了同荷叶表面类似的微米-纳米粗糙结构,从而为其具有防污自洁性提供了依据。     

静电纺丝法制备氧化石墨烯/聚偏氟乙烯复合纳米纤维

采用静电纺丝法,添加不同质量分数的氧化石墨烯(GO)制备GO/聚偏氟乙烯(GO/PVDF)复合纳米纤维。利用扫描电子显微镜对复合纳米纤维的微观结构进行观察,并计算纤维的平均直径和标准偏差。结果表明,添加GO时,所纺纤维的表面粗糙度明显增加,纤维表面不光滑,凹凸不平;随着GO质量分数的增加,纤维的平均直径增大,直径标准差变化不显著;当GO的质量分数过高时,纤维无法成型。     

GO掺杂PVDF纳米纤维的制备及应用

静电纺纳米纤维具有比表面积大、纤维直径细、孔隙率高等优点,广泛应用于空气过滤、防水透湿等领域。采用静电纺丝技术,通过在聚偏氟乙烯(PVDF)中掺杂不同质量分数的氧化石墨烯(GO)来制备PVDF/GO复合纳米纤维,并利用扫描电镜对复合纳米纤维膜的形貌结构进行表征测试。结果显示:当纺丝电压为15 kV时, PVDF纳米纤维形貌较为规整,纤维粗细分布均匀,平均直径为537.61 nm;在PVDF机制中掺杂0.2%GO时,出现了较多的超细纳米纤维,粗细纤维分布较为明显;当纳米纤维膜具有一定厚度时,显示了较好的过滤效率,其过滤效率和过滤阻力分别为99.84%和44.38 Pa。由此可见,所制备的GO掺杂PVDF纳米纤维在空气过滤领域有较大的应用前景。     

改性聚偏氟乙烯中空纤维分离膜的研制

本实验采用干-湿相转化法制备聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维血液分离膜,通过在铸膜液中引入聚乙烯醇(PVA)与戊二醛反应交联物,改善膜材料的亲水性。研究了PVDF浓度、PEG含量等对膜性能的影响。结果表明,改性聚偏氟乙烯(PVDF)血液分离膜的亲水性明显提高,接触角从70.2。降至54.5。,水通量从85.4L/(h.m2)-1提高到189.4L/(h.m2)-1,蛋白吸附性量则从92mg/m2降至27mg/m2,有较好的化学稳定性。随着PVDF浓度的增加,膜的拉伸性能增强,破裂压增大,水通量和膜分离孔径减小;随着PEG含量的提高,膜的机械性能变化不大,水通量明显提高。     

氧化石墨烯/聚偏二氟乙烯复合纤维过滤膜的制备及其过滤性能

为得到高过滤效率、低过滤阻力的空气过滤材料,将氧化石墨烯掺入以聚偏二氟乙烯(PVDF)为基体,N,N-二甲基甲酰胺与丙酮为混合溶剂的纺丝液中,利用静电纺丝技术制备高性能氧化石墨烯/PVDF复合纤维过滤膜。研究不同聚偏二氟乙烯质量分数、氧化石墨烯质量分数、静电纺丝电压、接收距离等参数对复合纳米纤维过滤膜外观形态、过滤效率、过滤阻力的影响。结果表明:聚偏二氟乙烯质量分数为16%,氧化石墨烯质量分数为1.0%,静电纺丝电压为29.0 kV,接收距离为16 cm时,制备的复合纤维过滤膜形貌较好,纤维连续且均匀,过滤效率为99.99%,过滤阻力为11.53 Pa/μm,具有良好的过滤性能。     

PVDF纳米纤维材料的制备及抑菌性能

聚偏氟乙烯（PVDF）具有优良的机械性能、热稳定性和稳定的化学性能，被广泛用于膜分离领域，但其表面的高疏水性使其在使用时容易被细菌和蛋白质等污染，从而降低使用寿命。采用纤维共混改性[二氧化钛（TiO2）与PVDF共混静电纺丝]和Au/Ag-TiO2涂层整理两种改性方法制得PVDF纳米纤维膜。经过改性后，PVDF纳米纤维膜的力学性能和热稳定性能相较于改性前无明显变化，但抗菌性能显著提高，尤其是经过涂层处理的纳米纤维膜，抑菌率高达95%以上。     

织物增强型聚偏氟乙烯微孔膜的制备

为了提高聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜的强度,采用涂层的方法,在支撑体织物上涂敷铸膜液,并通过相转化法制备织物增强型聚偏氟乙烯微孔膜,探讨影响复合膜制备和性能的因素。实验结果表明:在涂膜加工过程中,通过提高织物的结构紧密程度,对织物进行适当的拒水拒油整理或壳聚糖整理,增加铸膜液中PVDF的含量等措施,可避免铸膜液的渗漏现象,有利于复合膜的制备加工。