熔融静电纺PCL自粘结超细纤维的制备

本文采用熔融静电纺制备聚己内酯(PCL)自粘结超细纤维膜,并对其进行恒温后处理。探讨了主要纺丝工艺参数对PCL纤维直径、纤维间粘结程度(粘结形式、粘结点数目及其分布)的影响以及恒温后处理温度对纤维形貌及热学性质的影响。实验表明,较高的电压与适中的接收距离有利于形成直径较小且粘结度较高的纤维;升高纺丝环境温度,有利于纤维直径的减小及粘结度的增加,但温度过高则无法成纤;喂料气压的增加虽使纤维直径变大,但纤维间粘结度有增加趋势;随着恒温后处理温度的提高,纤维直径基本不变,纤维膜结晶度和粘结点均有所增加。通过纺丝过程工艺与恒温后处理的调控实现自粘结超细纤维的可控制备有望成为增强电纺纤维膜的一种重要手段。     

纳米羟基磷灰石/丝素蛋白/聚己内酯复合超细纤维的制备及表征

通过静电纺丝法制备出纳米羟基磷灰石/丝素蛋白/聚己内酯复合超细纤维,利用扫描电镜、红外光谱仪、X射线衍射仪对纳米羟基磷灰石/丝素蛋白/聚己内酯复合超细纤维形貌和结构进行表征,并进行了拉伸测试。结果表明,随着超细纤维中羟基磷灰石含量的增加,纤维的直径逐渐降低,纤维中聚己内酯的结晶逐渐变差。相比于丝素蛋白/聚己内酯超细纤维,含有质量比为30%羟基磷灰石的复合超细纤维仍具有较好的力学性能。体外小鼠成纤维细胞(L929)培养表明,纳米羟基磷灰石/丝素蛋白/聚己内酯复合超细纤维对细胞没有毒性。     

电纺PLLA/PCL/PEG共混纤维膜的结构及性能

采用静电纺丝技术制备了聚乳酸（PLLA）/聚己内酯（PCL）/聚乙二醇（PEG）共混纤维膜,考察了溶剂体积比、共混物共混质量比、溶液浓度对电纺纤维形貌的影响,研究了共混纤维膜的热稳定性、结晶性、力学性能及亲水性。结果表明加入PEG有效提高了共混纤维膜的热稳定性和结晶性,提高了共混纤维膜的拉伸强度、弹性模量和亲水性能。     

聚己内酯/明胶电纺纳米纤维支架的制备与细胞相容性研究

构建了聚己内酯/明胶(PCL/GE)电纺纳米纤维支架,考察了该支架在模拟体液中的降解速率及其细胞相容性。结果表明:相比于PCL纤维膜,支架表面具有良好的亲水性,且PCL/GE复合纤维支架降解速率得到极大提高;大鼠脂肪来源间充质干细胞(marrow stromal cells,MSCs)在纤维支架表面粘附力强,生长、增殖情况良好。     

电纺制备基于棉纤维素的多组分聚合物纤维

通过在棉纤维素溶液中加入聚偏氟乙烯(PVDF)与聚乙烯醇(PVA)改善纤维素纺丝液的可纺性,针对纤维素电纺难的问题提供一种解决方法。在使用PVA与PVDF促进纤维素纺丝液可纺性持续提升的过程中,成功得到了形貌良好、表面光滑的超细纤维。随着PVA的引入,多组分超细纤维膜的亲水性也得到了明显提高,电纺膜的接触角从139.3°降低至93.9°。     

聚丁二酸丁二醇酯调控丝素蛋白超细纤维膜形貌及其力学性能

为了改善静电纺再生丝素蛋白(SF)纤维膜的力学性能,通过静电纺丝技术制备丝素蛋白(SF)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)复合超细纤维膜。通过对用甲醇处理后的具有不同共混比例的超细纤维膜进行FE-SEM、FTIR、XRD和DSC观察测试,分析比较了不同共混比例的复合超细纤维膜的形貌、结构,并进行力学性能测试。结果表明:随着聚丁二酸丁二醇酯共混质量比的增加,复合超细纤维的平均直径从289 nm增大到425 nm;复合超细纤维的结晶性能随之提高;复合超细纤维膜的拉伸破坏应力先减小后增大,拉伸破坏应变逐渐增加;当共混质量比为50/50时,复合超细纤维膜表现出良好的力学性能,拉伸破坏应力接近于16 MPa,破坏应变达到50%。聚丁二酸丁二醇酯可有效调控丝素蛋白超细纤维膜的形貌、结构和力学性能。     

聚苯乙烯-马来酸钠超细纤维pH响应水凝胶的制备及性能

采用电纺制备聚苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)超细纤维,利用扫描电镜研究纺丝液浓度、交联剂聚乙二醇(PEG)对电纺纤维形貌的影响。实验结果表明,纺丝液质量分数低于40%,无法得到纤维膜,质量分数为45%和50%时得到直径分别为(3.3±0.9)μm和(5.2±0.5)μm的均匀纤维。以3%PEG(质量分数)为交联剂,于145℃交联,在0.05mol/L Na OH/乙醇溶液中水解制备SMANa-PEG超细纤维水凝胶。交联剂PEG的加入并不影响纤维形貌。交联纤维泡水后仍能保持原有形貌。在p H=4,7和9的缓冲溶液中达到溶胀平衡所需时间分别为31 min,13 min和4.6 min。说明电纺SMANa-PEG超细纤维水凝胶表现出非常快速的p H响应性。     

多壁碳纳米管/聚己内酯超细复合纤维的制备及性能

通过静电纺丝法制备出多壁碳纳米管(MWCNTs)增强聚己内酯(PCL)超细复合纤维膜。用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、拉曼光谱仪、差示扫描量热仪(DSC)和X射线衍射仪(XRD)对MWCNTs/PCL超细复合纤维进行表征,并进行了拉伸测试。结果表明,MWCNTs分散于PCL纤维中,MWCNTs的加入降低了PCL的结晶度。当PCL中MWCNTs的含量为0.5 wt%时,其结晶度最低,但此时MWCNTs/PCL超细复合纤维具有最好的力学性能。     

PLGA/PCL复合材料的制备及其性能研究

在聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)中加入聚ε-己内酯(PCL)、柠檬酸三丁酯(TBC),通过溶液共混制备了PLGA/PCL共混聚合物,通过静电纺膜及涂膜法制备了不同比表面积的降解膜,并对共混材料力学性能和膜的降解性能进行了研究。结果表明:柠檬酸三丁酯作为增容剂对整个共混聚合物的韧性和强度有明显的影响;当聚乳酸-羟基乙酸和聚ε-己内酯的质量比为80/20、增容剂柠檬酸三丁酯的用量为6%时,所得共混聚合物的断裂伸长率达到130%、冲击强度达到9.55kJ·m-2。相同条件下加入聚ε-己内酯(PCL)的膜的降解性能优于单一的聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)膜,静电纺丝膜降解性能优于流延法膜。     

熔融静电纺聚对苯二甲酸乙二酯超细纤维的制备及工艺优化

采用熔融静电纺丝法制备了聚对苯二甲酸乙二酯(PET)超细纤维膜,应用正交试验分析了纺丝主要工艺参数对熔融电纺PET超细纤维直径的影响。实验表明,在本实验装置条件下可实现熔融电纺工艺的有效调控,纤维直径随着纺丝电压的升高呈现下降的趋势;纤维随接收距离的增加和熔体温度的上升均表现为先变细后变粗;喂料气压的增加会增大纤维直径;提高纺丝环境温度至聚合物的玻璃化转变温度,纤维平均直径明显下降。在最佳纺丝工艺条件下(纺丝电压27 kV,接收距离7 cm,熔体温度255℃,环境温度70℃,依靠聚合物自重喂给)制备的PET超细纤维均直径小于1μm。     

静电法超细纤维的性能与应用研究

静电纺丝即是高聚物熔体或溶液在外加电场作用下连续生成直径在亚微米级的超细纤维过程。文中扼要地介绍了静电法超细纤维的生产原理、设备、生产过程及近几年来国内外静电纺丝的各种产品(主要包括聚环氧乙烷、聚酰胺、聚酯、聚乙炔、聚苯胺、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等)；并指出了静电纺超细纤维新的应用领域(如过滤膜、复合材料增强体、防弹衣等)；最后对静电纺超细纤维未来的发展提出设想。     

静电纺聚乙烯醇/纳米二氧化钛超细纤维的水稳定性

静电纺聚乙烯醇/纳米二氧化钛(PVA/TiO2)超细纤维的水稳定性较差,用于液体过滤时需进行预处理。文中对PVA/TiO2超细纤维分别采用热处理和甲醇处理进行交联,以提高其在水中的稳定性。通过对处理后的纤维进行差示扫描量热(DSC)测试,发现纤维最佳处理条件为140℃热处理10min,而甲醇处理最佳处理时间为8h。通过纤维形貌观察,发现热处理及甲醇处理后的纤维浸水24h后纤维仍然存在,只是发生了凝集和肿胀,且热处理比甲醇处理效果更好。     

聚碳酸丁二醇酯的静电纺丝制备及细胞相容性

采用静电纺制备了聚碳酸丁二醇酯(PBC)纤维膜,研究了工艺条件对纤维膜形貌的影响及纤维膜的亲水性和细胞相容性。结果表明,溶剂对纤维膜形貌具有重要影响;在PBC质量分数为22%~28%,电压-距离比为20kV/20cm,湿度在20%~50%所制得的纤维膜具有良好的表面形貌;PBC纤维膜的亲水性优于聚己内酯(PCL);PBC纤维膜的细胞铺展和细胞增殖结果与PCL差异较小。     

PBS-SF核-壳结构复合超细纤维膜的制备及性能

利用同轴静电纺丝方法, 制备聚丁二酸丁二酯(PBS)-丝素蛋白(SF)核-壳结构复合超细纤维膜, 并对复合超细纤维膜进行FE-SEM、 TEM形态表征, 分析了内层纺丝流率对纤维形貌的影响; 通过FTIR和XRD测试, 比较了甲醇处理前后复合超细纤维膜分子结构和结晶性能的变化, 并进行力学性能测试。结果表明: 通过对纤维核层PBS、 壳层SF和横截面的观察, 复合超细纤维有明显的核-壳结构, 可以清晰看出纤维的核层PBS和壳层SF; 随着核层纺丝流率的增大, 超细纤维的平均直径增大; 甲醇处理后, 复合超细纤维膜中壳层SF分子结构由无规构象转变为β-折叠构象, 复合超细纤维膜核层衍射吸收强度减小, 但整个核-壳结构复合超细纤维膜结晶性能无明显变化; 甲醇处理后拉伸破坏应力从14.9 MPa增大到17.2 MPa, 但拉伸破坏应变从96.8%减小到81.8%。      

静电纺丝法制备孔结构可调的交联聚酰亚胺/聚甲基丙烯酸甲酯复合纤维膜

以聚酰胺酸(PAA)为电纺液,利用静电纺丝法制备纤维膜并加热使其亚胺化以制得聚酰亚胺(PI)纤维膜;以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为电纺液,PI纤维膜为接收基底进行纺丝,加热得到无纺型复合纤维膜。通过调节PI/PMMA复合纤维膜的加热时间,制备了孔结构可调的交联复合纤维膜。采用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、孔隙率测试、力学性能测试对纤维膜的结构、形态进行表征;采用热重分析(TGA)对其耐热性能进行测试。结果表明:具有交联孔结构的复合纤维膜相比于PI纤维膜,其纤维间出现了熔接使拉伸强度大幅提高;通过改变加热时间可以控制薄膜孔隙率的大小。     

电纺功能复合超细纤维的研究进展

电纺可以制备直径为50～500nm的超细纤维,目前人们已经将近百种聚合物成功地进行电纺.近年来,以聚合物为赋形剂,利用电纺法制备金属氧化物、碳纳米管等无机纳米纤维已成为国内外的研究热点,并在纳米复合材料、光电器件等领域具有广阔的应用前景.综述了近期电纺功能复合超细纤维的研究进展.     

尼龙6织布纤维/聚己内酯界面增强复合材料的结构与性能

聚合物与纤维的界面结合作用对提高复合材料的性能具有重要的作用,文中通过偏光显微镜、扫描电子显微镜等手段研究了尼龙6织布纤维诱导聚己内酯(PCL)的界面结晶行为与性能。结果表明,尼龙6织布纤维对聚己内酯有很强的异相成核能力,促使聚己内酯的片晶垂直于尼龙6纤维轴生长并形成横晶结构,横晶的生长速率随着结晶温度的降低而升高。通过Lauritzen-Hoffman理论方程研究了异相成核诱导聚己内酯横晶动态生长过程和生成横晶的成核参数Kg。界面相互作用增强了纤维与聚己内酯复合材料的粘附性,显著提高了复合材料的拉伸性能。     

含氟聚合物纳米多孔纳米纤维膜的制备

采用"电纺-相分离-沥滤"方法制备了聚(偏氟乙烯-co-六氟丙烯)(PVDF-HFP)以及聚偏氟乙烯(PVDF)纳米多孔纳米纤维膜.首先,将PVDF-HFP或PVDF和致孔剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合电纺,得到共混物纳米纤维膜.然后,将纳米纤维膜在水中沥洗出共混物中的PVP,获得纳米多孔纳米纤维膜.用场发射扫描电子显微镜(FESEM)观察水洗前后纤维表面精细结构.结果表明,纳米多孔纳米纤维表面呈多孔结构,孔径数10 nm.PVP的分子量对水洗后纤维表面结构有明显影响.致孔剂含量不同获得的PVDF-HFP纳米多孔纤维膜力学性能相近.     

基于电纺技术的纸质文物保护初探

针对纸质文物传统保护方法的不足,本研究利用电纺技术构筑网状多孔纳米纤维薄膜的独特优势,对具有优异的物理化学性能的聚偏氟乙烯(PVDF)开展电纺实验研究。在获得较佳纺丝参数后,对宣纸、报纸、胶版纸和古书纸4种代表性纸张进行纤维膜沉积封护,并对有无纤维膜封护处理的纸张进行了疏水角、抗酸碱及防污测试,同时也对纤维膜的孔隙大小进行了测量。实验结果表明,PVDF纳米纤维膜的封护处理,不仅能大幅度提高纸张的防水性能、耐酸碱性能和抗污染物能力,而且还可以使纸张保持良好的透气性。可以预见,在不久的将来,电纺技术将有望被广泛应用于纸质文物保护。     

MWCNTs/PVC电纺纤维及其力学性能

用静电纺技术制备了多壁碳纳米管/聚氯乙烯(MWCNTs/PVC)超细纤维,对复合纤维的形貌、结构、结晶行为及热稳定性进行了分析测试,着重研究了复合纤维膜的力学性能与MWCNTs用量的关系。结果表明,MWCNTs能有效地分散于PVC溶液中,并成功纺出MWCNTs/PVC超细纤维。随着MWCNTs含量的增加,纤维直径变细,改善了纤维的结晶性,但热稳定性变差。纤维膜的拉伸断裂强度和断裂伸长率随MWCNTs含量增加出现先增加后下降的趋势。