熔体直写电纺聚己内酯纤维有序沉积工艺

目前聚合物熔体电纺技术制备的纤维大多以杂乱无序的无纺布形式存在,限制了电纺技术在组织工程支架以及机器人等需要有序结构领域的应用。本文将熔体电纺技术与三维运动平台相结合,采用自主设计的熔体电纺可控成型实验装置,对聚己内酯（PCL）进行熔体直写静电纺丝,获得了有序纤维。研究了喷头移动速度、接收距离和纺丝电压对熔体直写电纺纤维沉积形貌的影响。结果表明,纤维直径随着喷头移速、接收距离和纺丝电压的增大而减小,其中接收距离的改变对直径的影响最为显著;接收距离的增大虽然有利于纤维的细化,但是距离过大会使纤维沉积的有序性变差;当射流下落速度与喷头移动速度相匹配时,射流才能实现有序沉积;增大接收距离和纺丝电压会引起射流鞭动,需要相应地增大喷头移动速度才能实现有序沉积。     

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。     

气流-静电纺丝法制备苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚超细纤维

采用75%四氢呋喃(THF)和25%N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合溶液作溶剂,通过气流-静电纺丝法制备了苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)超细纤维。利用扫描电镜(SEM),研究了溶液浓度、电压、接收距离(喷丝孔到接收板的距离)、喷丝孔内径对静电纺纤维的直径和形貌的影响。研究发现:溶液浓度对电纺纤维的直径和形貌有非常重要的影响,当溶液浓度由10%增加到18%时,电纺纤维平均直径随之成线性增加;当电压由23.8kV增加到33.8kV时,纤维平均直径先减小后增加。最佳工艺条件为:溶液质量分数为14%,电压为28.8kV,接收距离为20cm,喷丝孔内径为0.27mm,所得SBS电纺超细纤维平均直径为429nm。     

气流-静电纺丝法制备聚对苯二甲酸乙二酯纳米纤维

采用50%苯酚和50%1,1,2,2-四氯乙烷的混合溶液为溶剂,通过气流-静电纺丝法制备了聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纳米纤维。利用扫描电镜(SEM),研究了聚合物分子质量、溶液浓度、电压、接收距离(喷丝孔到接收板的距离)对电纺纤维形态结构的影响。结果表明:随着聚合物分子质量和溶液浓度增加,纤维平均直径也随之增加;纤维平均直径随电压的增加而减小;随接收距离的增加,纤维平均直径先减小后增加。最佳工艺条件为:聚合物特性黏度为0.818 dL/g,溶液质量分数为15%,电压为32 kV,接收距离为23 cm,所得PET电纺纳米纤维平均直径为85 nm。     

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。     

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。     

熔体电纺聚乳酸可控结构成型工艺初探

采用自主设计的实验装置,在三维可控运动辅助下利用熔体静电纺丝技术,制备了有序聚乳酸纤维。研究了喷头运动速度、电压、接收距离及进料速度对电纺纤维直径和沉积特点的影响。结果表明,随着喷头速度、电压的增加,以及电压与接收距离同时增加,纤维直径相应减小;随着进料速度、接收距离的增加,纤维直径增大;且当喷头运动速度为1 000 mm/min,电压2 k V,接收距离10 mm,进料螺杆速度20 r/min时,纤维可控沉积性最佳。获得连续均一的二维拓扑网格结构。     

静电纺丝工艺对聚乳酸纳米纤维形貌及直径的影响

以N,N-二甲基乙酰胺为溶剂配制聚乳酸(PLA)溶液,采用静电纺制备PLA纳米纤维,探讨PLA溶液浓度、纺丝电压、接收距离对PLA纳米纤维形貌、直径及其分布的影响。结果表明:当PLA溶液浓度为10%、纺丝电压为24kV、接收距离为20cm时,纺丝效果好,纤维平均直径约91nm,且直径分布较均匀。     

海藻酸钠/聚乙烯醇/银复合纤维的静电纺丝

采用静电纺丝方法,在不同海藻酸钠/聚乙烯醇质量比、含银量、纺丝电压、纺丝液流速、接收距离条件下,制备了海藻酸钠/聚乙烯醇/银复合纤维,利用扫描电镜分析了纤维直径分布及形态。结果表明:海藻酸钠与聚乙烯醇的质量比和含银量对复合纤维成纤性和纤维形态的影响较为显著。海藻酸钠与聚乙烯醇质量比为2∶8、银占溶质质量分数的0.1%、纺丝电压为20 kV、纺丝液流速为0.1 mL/h、接收距离为8 cm时,纺丝效果最佳,纤维形态最好。     

明胶超细纤维成形研究

以去离子水为溶剂,采用静电纺丝工艺制备明胶超细纤维。系统探讨了温度、浓度及电纺工艺参数对明胶电纺纤维成形的影响。结果表明：纺丝环境温度的升高有利于获得平均直径较小的纤维;随着明胶溶液质量分数从25％下降到15％,所得明胶纤维平均直径从266．5nm下降到167．7nm,其直径分布也逐渐变窄;随着静电纺丝电压升高,所得纤维直径降低;改变静电纺丝接收距离,所得的纤维直径及其分布均无太大变化。考察了纺丝液中的离子对明胶电纺纤维形貌的影响,发现随着添加的NaGl浓度的增大（0．01～0．5mol／L）,所得明胶纤维的直径呈线性增加（196～390nm）,与纯明胶电纺相比,离子的加入使所得纤维直径分布变宽。     

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。     

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。     

静电纺丝制备聚己内酯载药纤维工艺参数研究

选用聚己内酯作为载体材料、5–氟尿嘧啶作为承载药物,研究了静电纺丝过程中纺丝液浓度、纺丝电压及收集距离对纤维直径的影响,对制备的聚己内酯载药纤维膜进行元素检测分析及力学性能测试,通过体外药物释放实验,验证了聚己内酯载药纤维膜药物控释的效果。结果表明,随着纺丝液的浓度和收集距离增加,纤维的平均直径增大;随着纺丝电压增加,纤维的平均直径减小。通过元素检测,验证了聚己内酯纤维膜内5–氟尿嘧啶的存在。在纺丝液浓度0.4 g/mL、纺丝电压10 kV、收集距离20 cm、载药量0.8 g的情况下,聚己内酯载药纤维膜纤维平均直径最小,达到13.92μm,对应的拉伸强度为2.88 MPa。使用磷酸缓冲盐溶液模拟体液,在温度(37±0.5)℃下进行了体外释药实验,结果表明,该纤维膜在1000 h内,可以实现药物的控制释放。为确定静电纺丝法制备聚己内酯载药纤维膜工艺参数提供了有益借鉴,并为下一步优化工艺参数奠定了基础。     

Impact of electrospinning process parameters on the measured current and fiber diameter

In this article, polycaprolactone (PCL) nanofibres were processed by electrospinning using a 3:1 ratio of tetrahydrofuran to methanol as solvent. The solvent choice was motivated by the possibility of greener alternatives to the halogenated compounds most often used for electrospinning. The morphologies and fiber diameters resulting from the electrospinning of PCL solutions at room temperature under various conditions are presented in this article. The material morphology was characterized using scanning electron microscopy and a measuring software. The process was optimized for smaller fibers with a narrower fiber diameter distribution by studying parameters such as polymer concentration, applied voltage, the tip to collector distance (TCD), and the solution flow rate. A comparison analysis was used to separate the current resulting from whipping and that resulting from spraying at high voltage. The fiber diameters obtained under various processing conditions were effectively modeled using the terminal jet theory, referenced in several works. Process parameters were optimal for a 20% PCL concentration spun at a flow rate of 0.5 mL/h, with a TCD of 15 cm and an applied voltage of 8 kV. Fibers spun under these conditions displayed diameters of 546 ± 173 nm. POLYM. ENG. SCI., 55:2576–2582, 2015. © 2015 Society of Plastics Engineers     

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。     

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。     

静电纺间位芳纶纳米纤维的制备工艺参数

通过静电纺丝方法,将氯化锂/N,N–二甲基乙酰胺(Li Cl/DMAc)溶解间位芳纶(PMIA)制备了PMIA纳米纤维,探索了溶液浓度、接收距离、纺丝电压及接收速度等工艺参数对纤维形貌及其直径分布的影响。通过扫描电子显微镜观察了PMIA纳米纤维形貌及应用Image-J软件测量统计了PMIA纤维直径。结果表明,溶液浓度为8%~10%、纺丝电压为16~18 k V、接收距离为15~20 cm,接收速度60~80 r/min的范围内,间位芳纶纳米纤维成型良好,直径分布范围为100~120 nm;PMIA纳米纤维直径随着溶液浓度的减小、静电电压的增加而减小,随着接收速度的增加纤维取向增加。