静电纺丝法制备聚乙烯吡咯烷酮/含氢硅油复合纤维膜及气体过滤性能的研究

将聚乙烯吡咯烷酮与含氢硅油共混作为纺丝溶液,用静电纺丝法制备了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)/含氢硅油复合纤维膜,考察了PVP和含氢硅油用量对空气过滤效率的影响。研究发现,PVP含量7%,硅油含量14%,无水乙醇作为溶剂配制溶液,通过静电纺丝制备的复合纤维膜空气过滤效率达到81%,过滤效率达到最高。同时,利用红外光谱仪(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的结构和形貌进行了表征。通过扫描电子显微镜(SEM)得出结论,随着PVP添加量的增大,纺丝直径显著增大,纺丝的排列方式由缠绕变为交错。含氢硅油可以减少表面缺陷并降低水蒸气和溶剂对纤维膜的破坏。通过红外光谱仪(FTIR)得出结论,PVP含量7%,硅油含量14%对应样本红外图谱,同时具有PVP和含氢硅油的特征吸收峰。     

静电纺丝纤维滤材表征及其气液过滤性能

以聚丙烯腈与二甲基甲酰胺为原料配制纺丝溶液,采用静电纺丝技术制备玻璃纤维/聚丙烯腈纤维/玻璃纤维三层复合滤材,研究了纺丝溶液浓度与纺丝电压等参数对纤维形貌及尺寸的影响,分析了复合滤材的过滤性能. 结果表明,控制不同纺丝溶液浓度可得形貌不同的纤维,且溶液浓度越大纤维尺寸越大;纺丝电压对纤维形貌的影响较小,但增加纺丝电压使静电纺纤维层的孔径减小. 相比玻璃纤维滤材,复合滤材过滤效率明显提升,稳态效率最大可提升21%,最易穿透粒径效率最大可提升39%,但复合滤材孔径较小时,过程压降增加了一段跳跃阶段,纳米纤维层表面形成液膜,使复合滤材稳态压降升高.     

PVP/FF复合纳米纤维的制备与表征

采用静电纺丝技术制备了聚乙烯吡咯烷酮/二苯基丙氨酸(PVP/FF)复合纳米纤维;考察了FF含量、纺丝液流速对电纺纤维形貌及其平均直径的影响;利用扫描电镜对纤维表面形态进行了观察,通过X射线衍射和热重分析考察了纳米纤维中FF的存在状态及纳米纤维的热稳定性;通过全反射红外光谱分析了FF与PVP之间的相互作用。结果表明:当复合纤维中FF质量分数小于2%时,共混溶液的可纺性较好;复合纳米纤维直径随着FF含量的增大而先减小后增加,当FF的质量分数增加到5%时,复合纳米纤维的直径也相应增大;随着纺丝液流速的增大,复合纳米纤维的直径有逐渐增大的趋势,当纺丝液流速在0.2～0.6mL/h时,复合纳米纤维形貌较佳,纤维直径分布均匀,表面光滑无颗粒;PVP/FF复合纳米纤维中FF与PVP发生复合作用处于分散的无定形状态,分解温度范围变宽;FF与PVP之间具有良好的相容性。     

静电纺PPEK/SiO2锂离子电池隔膜的制备及性能

为制备吸液率高、热尺寸稳定性良好的隔膜,以聚芳醚酮(PPEK)和SiO_2为原料,采用静电纺丝技术制备了PPEK/SiO_2复合纤维膜。通过SEM、电化学工作站、蓝电电池测试系统等对电纺纤维膜及组装的电池进行了结构表征和性能测试,讨论了SiO_2质量分数对电纺纤维膜结构和性能的变化规律,并考察了其作为锂离子电池隔膜用时的电化学和电池性能。结果表明:随着SiO_2质量分数的增加,电纺纤维膜的孔隙率、吸液率和离子电导率逐渐增加。电纺纤维膜在200℃下热处理1 h的热收缩率为0,具有良好的热尺寸稳定性。当SiO_2质量分数为6%(以PPEK质量为基准)时,孔隙率和吸液率分别达到179%、1031%,离子电导率为2.63×10~(–3) S/cm;将该电纺纤维膜组装成石墨/Li电池,1 C下放电比容量为332～350 mA·h/g,具有良好的循环和倍率性能。     

聚醚型聚氨酯电纺纤维膜的制备及结构性能研究

将聚醚型聚氨酯(PU)切片溶于四氢呋喃/N,N-二甲基甲酰胺(体积比1:1)混合溶剂中,配制得到质量分数分别为2%,3%,4%,5%的透明均一纺丝液,采用静电纺丝法制备聚醚型PU电纺纤维膜,研究了其结构与性能。结果表明:聚醚型PU电纺纤维膜在电纺过程中没有发生化学结构的变化;随着纺丝液浓度增加,纤维直径逐渐增加,聚醚型PU电纺纤维膜的孔隙率先增大后减小,断裂强度、拉伸模量和断裂伸长率先减小后增加;当纺丝液质量分数为3%时,聚醚型PU电纺纤维膜的纤维表面光滑且直径分布均匀,纤维平均直径为(380.7±85)nm,孔隙率为(86.4±1.8)%,接触角为134°,吸水率为248.4%,水蒸气透过率为99.29 g/(m~2·h),拉伸强度为2.77 MPa,拉伸模量为1.70 MPa,断裂伸长率为103.3%。     

聚乙烯吡咯烷酮/银纳米复合纤维膜的制备及抗菌性

通过液相原位还原法(用乙醇还原硝酸银)获得了合有银纳米粒子的溶胶,从而制得聚乙烯吡咯烷酮(PVP)/银纳米粒子/乙醇纺丝液;再利用静电纺丝技术,得到了含有银纳米粒子的PVP纳米复合纤维膜.利用紫外光谱仪(UV-vis)对溶胶内银纳米粒子进行了表征,运用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对纤维及其内部的纳米粒子的形貌结构和分布进行了表征,并且测试了该样品对大肠埃希菌的抗菌性能.结果表明:利用静电纺丝方法可制取PVP/银纳米粒子复合纤维膜,该膜具有抗菌性.     

静电纺纳米纤维/串珠纤维在低阻力过滤材料中的应用

利用浓度分别为15%和8%的二醋酸纤维素纺丝液,采用静电纺丝的方法在商业聚对苯二甲酸乙二酯(PET)非织造布表面同时复合沉积纳米纤维/串珠纤维混合均匀的纤维膜,并在纤维膜上再覆盖一层PET无纺布,制备了复合过滤材料。研究了纤维形貌对复合过滤材料过滤性能的影响,并分析了复合时间、复合电压和纳米纤维/串珠纤维纺丝液供液比对复合过滤材料过滤性能的影响。结果表明,在纳米纤维中加入串珠纤维有利于在保证过滤效率的前提下降低过滤阻力;随着复合时间的增加,过滤阻力先缓慢增长而后迅速增加,过滤效率则先迅速上升而后缓慢增加;随着复合电压的增加,过滤阻力有所下降而过滤效率变化不大,当复合电压增加到24 k V时,过滤效率得到提升但同时过滤阻力大幅增加;随着串珠纤维含量的增加,过滤效率和阻力总体上呈先下降后增大的趋势。当复合时间为60 min,复合电压为22 k V,纳米/串珠纤维供液比为10∶5时,所制备的复合过滤材料的过滤阻力仅为115 Pa,对0.5μm以上微粒的过滤效率达到96%以上。     

PLLA/CS-g-PCL电纺纤维膜的制备及结构性能表征

将自制的壳聚糖接枝聚己内酯(CS-g-PCL)与聚左旋乳酸(PLLA)分别溶解在二氯甲烷/N,N-二甲基甲酰胺(体积比为7∶3)共混溶剂中制备出相同质量浓度的均匀溶液,然后将两种溶液以不同的质量比共混制备PLLA/CS-g-PCL混合纺丝液,通过静电纺丝制备PLLA/CS-g-PCL电纺纤维膜,借助扫描电镜、傅里叶变换红外光谱、接触角测量仪及强度拉伸仪等测试手段对其结构和性能进行研究。结果表明:当PLLA/CS-g-PCL混合溶液的质量浓度为0.15 g/m L,PLLA与CS-g-PCL质量比8∶2时,PLLA/CS-g-PCL电纺纤维膜的纤维表面光滑,平均直径为760.1 nm,纤维膜的孔隙率为84.6%,接触角为73°,吸水率为482.2%,拉伸强度为3.54 MPa,拉伸模量为125.4 MPa,断裂伸长率为93.8%;相比于纯PLLA电纺纤维膜,PLLA/CS-gPCL电纺纤维膜的亲水性和吸水性得到了改善,模量和断裂伸长率也得到了提高。     

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。     

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。     

静电纺丝复合滤材制备及性能研究

研究了纺丝液浓度对聚丙烯腈(PAN)静电纺丝纤维直径,以及对PAN静电纺丝纳米纤维膜复合滤材过滤性能的影响。测试结果表明,纺丝液浓度增加,静电纺丝纤维直径变粗,孔径增大,其中质量分数为16%的纺丝液具有良好的纺丝性能,静电纺丝所得的纳米纤维直径均匀,复合后滤材在颗粒直径0.3μm,过滤风速5.3 cm/s的测试条件下,过滤效率达到99.98%,阻力为138 Pa,达到H13级别,具有高效低阻特性。     

溶液喷射纺丝制备PES-C/PES-CB复合纳米纤维膜

通过在酚酞聚醚砜(PES-C)纺丝液中添加不同含量的两性离子改性的酚酞聚醚砜(PES-CB),然后利用溶液喷射纺丝法制备PES-CB/PES-C复合纳米纤维膜,并通过扫描电子显微镜、红外、差示扫描量热仪、热重分析、接触角等对复合纳米纤维膜进行了测试表征,最后将复合纳米纤维膜进行淀粉溶液过滤测试。结果表明,随着PES-CB含量的增加,纳米纤维的直径不断减小,当PES-CB添加量达到30%时,复合纳米纤维膜的平均直径减小到300nm左右。同时由于两性离子支链的存在,纤维膜的亲水性也得到提高,但其耐热性降低。过滤测试结果表明,随着PES-CB含量的增加,膜的抗污染能力得到明显提高,当PES-CB添加量达到30%时,过滤淀粉溶液的水通量恢复率(FRR%)达到83%左右。结合纺丝过程及过滤性能测试来看,PES-CB添加量在30%左右制备的复合纳米纤维膜综合性能最佳。     

纺丝液混合方式对电纺CA/TPU复合过滤膜性能的影响

以醋酸纤维素(CA)和热塑性聚氨酯(TPU)为原料,制备了CA/TPU口罩芯层材料,探究CA和TPU纺丝液以混合纺丝、同芯纺丝和偏芯纺丝的方式混合对制备材料的微观形貌、力学性能、润湿性能、孔径和过滤性能的影响。结果表明,3种纤维膜相比较,混合纺丝制备的纤维膜纤维粗细均匀度,力学性能,平均孔径,过滤性能均优于同芯纺丝和偏芯纺丝。     

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。     

PMIA@PVDF同轴电纺纤维膜的制备及其油水分离性能研究

以聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)为芯、聚偏氟乙烯(PVDF)为壳,使用22-17G同轴静电纺丝针头制备不同纺丝液芯壳流速比的PMIA@PVDF同轴电纺纤维膜,对纤维膜的芯壳结构、力学性能、热性能及油水分离性能进行了表征。结果表明:在纺丝液芯壳流速比为35时,PMIA@PVDF同轴电纺纤维膜具有理想的表面形貌和芯壳结构,具有较好的力学性能和热性能,且具有最佳疏水性和油水分离性能;纤维膜的纤维直径分布较为均匀,很少出现不规则的细丝,有比较分明的分层结构,PVDF包裹PMIA比较均匀;纤维膜的拉伸强度为10.42 MPa,断裂伸长率为38.76%;纤维膜在250℃有轻微的质量损失,最终质量保持率高于纯PVDF电纺纤维膜;纤维膜的水接触角达145.7°,对油水混合物(二氯甲烷-水、三氯甲烷-水)的分离流量都在1900 L/(m²·h)之上、分离效率均达99%以上。     

静电纺丝法制备空气过滤膜及应用

详细阐述了静电纺丝技术以及静电纺空气过滤膜材料的性能。提出了静电纺制备空气过滤材料存在的工艺问题及改进方法。综述了静电纺制备纳米纤维过滤材料及其复合改性研究进展。最后总结了静电纺空气过滤材料的应用。     

溶剂对电纺聚酯纳米纤维可纺性的影响

利用静电纺丝法制备聚酯(PET)纳米纤维,选择苯酚和四氯乙烷,三氟乙酸,三氟乙酸和二氯甲烷3种溶剂分别溶解PET切片进行静电纺丝,通过扫描电子显微镜(SEM)对纤维表面形态进行观察,结果表明:三氟乙酸和二氯甲烷混合溶剂溶解PET制备的电纺纤维较好。使用视频光学接触角测定仪测试PET电纺纤维膜与其流延膜的接触角,通过分析两者表面结构,证明PET电纺纤维膜能产生较强的疏水功能。     

静电纺PCL纤维形态与热性能的研究

利用静电纺丝法制备了超细聚ε-己内酯(PCL)纤维;借助扫描电镜仪和差示扫描量热仪表征了PCL纤维的形态与热性能;研究了电纺过程中溶液浓度、电压、接收距离和纺丝速度对纤维形态的影响。结果表明:当纺丝电压为10 kV,接收距离为15 cm,纺丝速度为2 mL/min时,纺丝液中PCL质量分数为6%~12%能获得连续无串珠的纤维;纺丝电压为8~12 kV,电纺过程稳定;接收距离对纤维的直径和形貌无明显影响;与流延成型的PCL膜相比,电纺PCL纤维具有较低的结晶度。     

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.     

螺纹式喷头制备PAN纳米纤维及其空气过滤性能

以聚丙烯腈(PAN)为纺丝液,采用自主设计研发的螺纹式喷头静电纺丝装置制备了幅宽为600 mm的纳米纤维膜。通过扫描电镜和孔径测定仪考察了纤维形貌以及直径分布,并测试了纳米纤维膜对0.26μm氯化钠粒子的过滤性能。结果表明:纤维的平均直径为138 nm,平均孔径为1.98μm,纤维膜平均厚度为0.025 mm;PAN纳米纤维膜过滤效率为99.899%,滤阻为280.9 Pa。