静电纺PU/PANI纳米纤维膜制备及性能研究

以聚苯胺(PANI)和聚氨酯(PU)等为原料,采用静电纺丝技术,成功制备PU/PANI纳米纤维膜。采用SEM扫描电镜研究了PU/PANI配比、纺丝液浓度、挤出速度等对纤维形貌与结构的影响,并研究了其力学性能、过滤性能以及电学性能。结果表明,当PU/PANI质量配比为10∶1,纺丝液质量浓度为8%,挤出速度为6mL/h时,纺丝效果最佳,制得纳米纤维直径分布较为均匀,约为300~500nm。添加一定量的PANI可提高纺丝液电导率,有助于改善静电纺丝效果,降低纳米纤维直径;PU/PANI纳米纤维膜阻抗比纯聚氨酯纳米纤维小2个数量级,具有优良的抗静电性。在32L/min流量下,对0.3μm的粒子,过滤效率达96.0%以上,是一种优异高效抗静电过滤材料。在易燃易爆、安全过滤、特种工况防护服装中具有潜在的应用前景。     

静电纺PA56纳米纤维膜的制备及力学性能研究

配制不同浓度的PA56(锦纶56)纺丝液,采用静电纺丝技术制备PA56纳米纤维膜。通过扫描电子显微镜观察膜表面的微观形貌,探究纺丝液浓度对纤维形貌和直径的影响。结果表明:当纺丝液浓度为2.0g PA56/10mL HCOOH,推进速度为0.5mL/h,纺丝温度为45℃时,纺丝效果最佳,此时纤维直径为0.155μm。采用电子万能试验机对制得的PA56纳米纤维膜的力学性能进行测试,在最佳条件下所制膜的弹性模量为142.43MPa,断裂伸长率为19.9%,拉伸断列应力为15.02MPa,拉伸强度为15.02MPa,具有较好的力学强度。     

静电纺聚醚砜纳米纤维膜的制备及性能研究

配制不同浓度的聚醚砜(PES)纺丝液,在不同纺丝温度和进液速度下,采用静电纺丝技术制备PES纳米纤维膜,并通过扫描电子显微镜观察膜表面的微观形貌,探究纺丝液浓度、进液速度和纺丝温度等条件对纤维的形貌、直径和孔径分布等的影响。结果表明:当纺丝液浓度为28%(质量分数),推进速度为1mL/h,纺丝温度为45℃时,纺丝效果最佳。分别采用电子万能试验机和泡压法滤膜孔径分析仪对优化条件下制得的PES纳米纤维膜的力学性能、通孔孔径及孔径分布进行测试,发现该条件下所得PES纳米纤维膜的弹性模量为33.4MPa,断裂伸长率为38.63%,拉伸屈服应力为3.47MPa;纤维平均直径为0.723μm,平均孔径为3.5689μm,最可几孔径为3.5655μm。静电纺PES纳米纤维膜有望作为高精度滤膜材料使用。     

交叉静电纺聚氨酯/聚丙烯腈高效低阻空气过滤膜的制备研究

采用多喷头静电纺丝技术,将聚氨酯(PU)和聚丙烯腈(PAN)纺丝喷头交叉排列,制备了PU/PAN复合空气过滤膜。通过改变PU/PAN喷头比例来调控复合膜结构,探究了PU/PAN喷头比例对复合膜形貌、过滤性能和力学性能的影响。结果表明:当PU/PAN喷头比例为2∶2时,PU和PAN纳米纤维呈交错排列,复合膜过滤效率高达96.29%,过滤阻力仅为93Pa;断裂强度为纯PAN膜的两倍。     

纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合纳米纤维支架材料的研究

采用静电纺丝的方法制得纳米羟基磷灰石(n-HA)/聚乳酸(PLA)(n-HA/PLA)复合纳米纤维支架材料,通过仪器测试,分析研究了不同n-HA用量对n-HA/PLA的形貌与性能的影响。研究结果表明:当n-HA用量为10%(wt,质量分数)条件下,其在聚乳酸纳米纤维表面均匀分布,n-HA/PLA复合纳米纤维支架材料的断裂强度、断裂伸长率达到最大,分别为670.52cN·m/g、105.54%,热性能也得到了提高。     

PAN/LiCl电纺纳米纤维膜的制备及溶液除湿性能研究

溶液除湿方式的空调系统已经广泛应用,为开发用于此系统的一种新型填料,采用静电纺丝技术制备出了聚丙烯腈(PAN)/氯化锂(LiCl)(PAN/LiCl)纳米纤维膜,探讨了LiCl添加量以及辊筒转速对纳米纤维带微观形貌的影响,同时研究了浸泡的除湿盐溶液种类和浓度对溶液除湿性能的影响。结果表明,PAN纺丝液用量为12%(wt,质量分数),LiCl用量为5.5%(wt,质量分数),辊筒转速为140r/min条件下,PAN/LiCl纳米纤维膜的微观形貌较好,纤维带粗细较均匀,并且其浸泡46%(wt,质量分数)的溴化锂(LiBr)溶液进行溶液除湿条件下,纤维膜有较好的溶液除湿性能,除湿效率为96%。在PAN纺丝液中加入LiCl,LiCl能够附着在PAN纳米纤维上,呈现纳米纤维带结构,可使纤维膜的亲水性提高。     

静电纺PA6/CTS/LiCl纳米纤维膜的制备研究

采用静电纺丝技术制备聚酰胺6(PA6)/壳聚糖(CTS)/氯化锂(LiCl)纳米纤维膜,考察了CTS、PA6及LiCl添加量对纳米纤维膜形貌、直径分布的影响。通过场发射扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪对纳米纤维膜的微观形貌及表面官能团进行分析。结果表明:在PA6添加量为1.8g、CTS添加量为0.3g、LiCl添加量为0.12g的条件下,纺丝效果最佳,纤维平均直径为103nm。傅里叶变换红外光谱分析表明PA6/CTS/LiCl纳米纤维膜具有PA6和CTS的特征吸收峰,PA6/CTS/LiCl纳米纤维膜有望作为滤膜材料使用。     

含有石墨烯和纳晶纤维素的聚氨酯复合纳米纤维

以N,N-二甲基甲酰胺/丙酮(DMF/CP)为混合溶剂,纳晶纤维素(NCC)辅助还原的氧化石墨烯(r GO)和热塑性聚氨酯(TPU)为原料,采用静电纺丝法制备了rGO/TPU复合纳米纤维,通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、激光粒度仪观察了rGO、NCC、复合纳米纤维膜的尺寸和形貌结构,并测试分析了纳米纤维膜的力学性能、热性能和亲水性。结果表明,当m(rGO)/m(TPU)=1.5/100时,复合纳米纤维表面光滑、直径均一,相应的复合纳米纤维膜断裂强度最大(31.98MPa),比纯TPU纳米纤维膜断裂强度(7.92 MPa)提高了303.79%。此外,随着rGO和NCC的加入,复合纳米纤维膜的热稳定性和亲水性增强。     

电纺聚酰亚胺/氧化石墨烯复合纳米纤维膜的制备及性能研究

采用静电纺丝技术制备了氧化石墨烯(GO)不同含量的聚酰亚胺/氧化石墨烯(PI/GO)复合纳米纤维膜,并研究其结构、表面润湿性、热氧化特性、力学性能和过滤性能。结果表明,添加GO有利于纳米纤维的直径分布趋于均匀,在GO用量为0.5%(wt,质量分数)条件下,PI/GO复合纳米纤维膜平均纤维直径最小为(231±36)nm,孔隙率高达89.61%,拉伸强度为14.43MPa,杨氏模量为1.36GPa,断裂伸长率为10.84%,热氧化稳定性较纯PI纳米纤维膜提高了15℃,过滤效率最高达到96.5%,较纯PI纳米纤维膜提高了8%。添加GO能有效提高PI/GO复合纳米纤维膜的疏水性、力学性能及热氧化稳定性。     

聚醋酸乙烯酯/二氧化钛杂化纳米纤维毡的形貌及力学性能

采用溶胶-凝胶法结合静电纺丝技术制备了聚醋酸乙烯酯(PVAc)/氧化钛(TiO2)杂化纳米纤维.通过使用扫描电子显微镜(SEM)和单纤维拉伸仪对不同条件下制备的杂化纳米纤维表面形貌和力学性能进行了表征和测试,探讨了有机无机杂化纳米纤维力学性能的影响因素.研究发现,随着TiO2溶胶含量的增加,纳米纤维表面珠状物减少,纳米纤维膜的断裂强度增大而断裂伸长率减小;随着滚筒转速的加快,纳米纤维毡的纤维取向有所改善,纳米纤维毡的断裂强度和断裂伸长率都有所增大;随着环境湿度的增加,纳米纤维毡的纤维之间粘结点增多,纳米纤维的断裂伸长率增大,断裂强度先增大后减小.