电纺聚己内酯纤维直径工艺参数正交设计优化

本研究采用正交设计法研究静电纺丝法工艺过程对聚己内酯纤维直径的影响因素。主要研究纺丝液浓度、纺丝电压、注射泵进料速率三个因素对于纤维直径的影响。结果表明溶液浓度是影响纤维直径最主要的因素,次要影响因素是纺丝电压、进料速率。同时成功制备了纤维直径分别为0.35±0.09μm,0.95±0.09μm,6.48±0.50μm的聚己内酯纤维支架,可作为基底模板,用于研究同种材料不同直径的纤维支架对细胞行为的影响。     

聚ε-己内酯/聚乙二醇共混纳米纤维的静电纺丝研究

采用四氢呋喃和无水乙醇为溶剂,利用静电纺丝法制备了聚己内酯(PCL)/聚乙二醇(PEG)共混纳米纤维。研究了共混配比、溶液浓度、无水乙醇的加入以及电纺电压、接收距离等工艺参数对纤维形态和性能的影响。测试结果表明:聚乙二醇和聚己内酯以一定比例共混后改善了聚己内酯纤维毡的亲水性和细胞相容性;随着纺丝原液浓度增加,电纺产品由高分子微/纳米液滴结构渐变为珠状结构较少的平滑纤维,平均纤维直径逐渐增大;一定范围内,纤维平均直径随电压的上升而增大,但与接收距离关系不大;此外,加入无水乙醇后,共混溶液电导率增加,有利于喷射流的劈裂,减少了珠状结构的数量。     

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。     

聚ε-己内酣聚乙二醇共混纳米纤维的静电纺丝研究

采用四氢呋喃和无水乙醇为溶剂，利用静电纺丝法制备了聚己内酯（PCL）/聚乙二醇（PEG）共混纳米纤维。研究了共混配比，溶液浓度，无水乙醇的加入以及电纺电压，接收距离等工艺参数对纤维形态和性能的影响。测试结果表明：聚乙二醇和聚己内酯以一定比例共混后改善了聚己内酯纤维毡的亲水性和细胞相容性；随着纺丝原液浓度增加，电纺产品由高分子微/纳米液滴结构渐变为珠状结构较少的平滑纤维，平衡纤维直径逐渐增大；一定范围内，纤维平均直径随电压的上升而增大，但与接收距离关系不大；此外，加入无水乙醇后，共混溶液电导率增加，有利于喷射流的劈裂，减少了珠状结构的数量。     

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°。     

静电纺丝法制备载姜黄素纳米纤维

利用静电纺丝技术制备载姜黄素纳米纤维。方法:以二氯甲烷、二甲基亚砜(CH2Cl2:DMSO=8:2,v/v)为溶剂,利用静电纺丝仪制备载姜黄素的纳米纤维,通过扫描电镜观察纤维形貌,通过体外释放实验考察载药纳米纤维支架中姜黄素的释放规律。结果:二氯甲烷-二甲基亚砜混合溶剂体系下药物和材料都能够很好地溶解并顺利电纺得到平均纤维直径为87nm的纳米纤维,体外释放实验表明姜黄素在纳米纤维中的释放包含了一个快速释放及一个缓慢释放的过程。结论:利用静电纺丝法制备载姜黄素纳米纤维的技术简单方便。     

载药聚乳酸纤维膜的制备及释药性能研究

将药物——消炎痛和聚乳酸(PLA)同时溶解在三氯甲烷∶丙酮(体积比2∶1)的混合溶液中,制得均匀的纺丝液,通过静电纺丝制备载药PLA纤维膜。通过扫描电镜(SEM)观察其形貌结构;通过紫外分光光度计检测其释放在磷酸缓冲溶液(PBS)中药物的吸光度,并计算其释药速率。结果表明:纤维的平均直径随着含药量的增加而减小,随着PLA质量分数的增加而增加;释药速率随着纤维直径的减小而加快;与纯药粉的释药速率相比,载药PLA纤维膜有明显的缓释性,提高了药物的利用率及安全性。     

生物高分子明胶纳米纤维膜的制备及其应用

利用电纺丝技术制备了明胶纳米纤维,系统考察了溶液浓度、电场强度、纺丝距离、喷丝口内径4种因素对纤维膜的形貌以及平均直径的影响;在此基础上,制备了具有较好力学性能的明胶-聚乙烯醇/溶菌酶复合纳米纤维膜,考察了其药物释放性能.结果表明,在上述几种工艺因素中,明胶的浓度对明胶纳米纤维的可纺性以及直径影响较大,当溶液浓度在7%-23%之间能获得连续纤维,并随着浓度的增大,纤维直径也随之增大.纺丝距离10cm、纺丝电压12.5kV是实验中获得连续纤维的临界工艺条件.药物释放结果发现明胶-聚乙烯醇复合纳米纤维膜对溶菌酶的释放具有一定的缓释效果.     

静电纺丝工艺参数对PMMA／富勒烯纤维形貌的影响

采用甲苯与二甲基甲酰胺（DMF）混合溶液做溶剂,以静电纺丝法制备了含有富勒烯（C60）的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）纤维,利用扫描电镜观察了纤维的形貌,分析了PMMA的质量分数、溶剂比、纺丝电压、收集距离等对纤维形貌及平均直径的影响。结果表明：PMMA溶液的浓度以及溶剂比对纤维的形貌起着主导作用,当二者变化时,纤维结构变化较大。纤维的平均直径随着PMMA浓废、纺丝电压的增大而增大;当甲苯/DMF体积比增大时,纤维平均直径先增大后减小;纤维形貌受收集距离的影响较小。     

静电纺丝法纺制聚乳酸纳米纤维无纺毡

采用静电纺丝法制备了生物降解聚乳酸(PLLA)纳米纤维无纺毡。分析了纺丝液浓度、电压、接收距离、挤出速度等因素对纤维形态的影响。结果表明:纺丝液的浓度和挤出速度对纤维直径的影响较为明显,溶液挤出速度增大,所得纤维微孔含量及尺寸也增大;适当的电压和接收距离有利于收集无液滴纤维;随着纤维直径的减小,无纺毡的孔径呈减小趋势。在PLLA质量分数为5．7％、挤出速度0．8 mL／h、接受距离 15．5 cm、电压8 kV的静电纺丝条件下,可制备纤维直径为200-400 nm的PLLA纳米纤维无纺毡。     

静电纺工艺参数对SEBS纤维形貌和直径的影响

通过静电纺丝,将苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)溶解于四氢呋喃(THF)中的纺丝液制备成SEBS纤维,探索了纺丝液质量分数、纺丝电压和接收距离对纤维形貌及直径的影响。通过扫描电镜观察SEBS纤维的形貌以及Photoshop软件测量了SEBS纤维的直径。结果表明,纺丝液质量分数为25%、纺丝电压为10 kV、接收距离为15 cm时,纤维成型性良好,平均直径为9.7727μm;纤维直径随着电压的增大而减少,随着接收距离的增大而先减小后增大。     

聚醚砜的静电纺丝研究

采用聚醚砜(PES)的良溶剂二甲基甲酰胺(DMF)和非良溶剂丙酮(AC)为共溶剂体系,研究了溶剂组成、纺丝成形条件对静电纺丝PES纤维的形貌及纤维直径的影响。结果表明:DMF/AC的配比对于静电纺丝PES纤维形貌具有直接的调控作用,随着DMF/AC混合溶剂中AC用量的增加,纤维平均直径变大,纤维毡中串珠数目明显减少,纤维均一性变好;随着纺丝液浓度的升高,纺丝电压的增大,纤维的平均直径变大;接收距离的变化对纤维平均直径影响不大;PES最佳纺丝工艺条件为纺丝溶液质量分数13%,纺丝电压15 kV,接收距离10 cm,mDMF/mAC为8.5/1.5,在此条件下,可以获得纤维平均直径为96 nm的PES纤维毡。     

聚乙烯醇静电纺丝纳米纤维的制备及形貌研究

利用静电纺丝技术制备聚乙烯醇（PVA）纳米纤维材料,通过正交试验调节制备过程中纺丝电压、纺丝距离和纺丝溶液浓度等工艺参数,探究其对PVA纳米纤维直径大小、直径分布以及纤维形貌的影响。结果表明,影响纳米纤维形貌的主要因素排序是纺丝溶液浓度＞纺丝距离＞纺丝电压,并确定最优水平组合为纺丝电压为20 kV,PVA纺丝溶液浓度为6 %(质量分数,下同),纺丝距离为12 cm。     

不同溶剂对静电纺聚乳酸纳米纤维形态结构的影响

以聚乳酸（PLA）为原料,分别用三种不同的溶剂制得三种纺丝液并采用静电纺丝法,制备了聚乳酸纳米纤维。探讨了溶剂、电压、溶液质量分数对纤维形貌和直径的影响。结果表明,溶剂是决定PLA超细纤维形成的关键因素,三氯甲烷（CHC l3）与二甲基甲酰胺（DMF）混合溶剂（体积比为9∶1）是PLA静电纺丝较为理想的溶剂。在PLA质量分数为6%、极距15 cm、电压25 kV,流量2.5 mL/h的工艺条件下,可制备直径为1 200 nm左右的PLA纤维。     

Correlating the 3D melt electrospun polycaprolactone fiber diameter and process parameters using neural networks

In the present work, we developed an artificial neural networks (ANN) model to predict and analyze the polycaprolactone fiber diameter as a function of 3D melt electrospinning process parameters. A total of 35 datasets having various combinations of electrospinning writing process variables (collector speed, tip to nozzle distance, applied pressure, and voltage) and resultant fiber diameter were considered for model development. The designed stand-alone ANN software extracts relationships between the process variables and fiber diameter in a 3D melt electrospinning system. The developed model could predict the fiber diameter with reasonable accuracy for both train (28) and test (7) datasets. The relative index of importance revealed the significance of process variables on the fiber diameter. Virtual melt spinning system with the mean values of the process variables identifies the quantitative relationship between the fiber diameter and process variables.     

熔体微分静电纺PBAT纤维膜的制备工艺研究

探究了聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）熔体静电纺性能,并研究了熔体微分静电纺工艺参数与PBAT纤维性能之间的关系。结果表明,随着纺丝温度的升高,纤维直径减小,纤维直径分布呈先减小后增大的趋势;随着纺丝电压的升高,纤维直径减小且分布均匀,纤维膜力学性能逐渐提高;当纺丝距离为9 cm,纺丝温度为260 ℃,纺丝电压为45 kV时,制备的纤维细度及均匀度最佳,其直径为4.31 μm,直径分布标准差为0.76,纤维膜拉伸强度为9.9 MPa、断裂伸长率为111.2 %。     

静电纺丝法制备聚乙烯醇-纤维素纳米纤维膜

以废旧涤棉混纺面料为原料,采用化学法对含棉成分进行溶解回收,将得到的纤维素粉末与聚乙烯醇(PVA)、Na Cl配成纺丝液,通过静电纺丝法制备出PVA-纤维素纳米纤维膜。对所纺纤维进行电镜观察,分析静电压、纤维素与PVA质量比、纺丝液中溶质质量分数对纺丝效果的影响。结果表明:随着电压增大,纤维直径先下降后上升;随着纤维素含量的增加,纤维直径逐渐变小;随着溶液浓度的升高,纤维直径逐渐变大。