ZIF-8/PVA静电纺丝膜的制备及其吸附性能

采用静电纺丝技术成功制备出沸石咪唑骨架材料(ZIF-8)/聚乙烯醇(PVA)静电纺丝膜。分别探究和优化了PVA浓度、纺丝电压、接收距离等参数对纤维膜形态结构的影响。对复合纳米纤维膜进行了形貌表征和成分分析。实验发现在ZIF-8的浓度为10wt%条件下,当PVA的浓度为7wt%、电压为40kV、接收距离为16cm时,可得到可纺性最好、形态均匀的纳米纤维膜,膜纤维的平均直径在240nm左右。将已经制备成功的ZIF-8/PVA复合纳米纤维用于吸附刚果红,在12h内吸附容量可达86mg/g,显示出良好的吸附能力。     

静电纺丝制备聚乙烯醇/再生柞蚕丝素蛋白复合纳米纤维

将聚乙烯醇(PVA)与再生柞蚕丝素蛋白(RWSF)共混,通过静电纺丝技术制备了PVA/RWSF复合纳米纤维,在保持材料降解性能和力学强度不变的前提下,获得了具有生物活性的表面。应用正交法优选出PVA/RWSF复合纳米纤维的最佳制备工艺参数。扫描电镜观察到,各组电纺膜中纤维的形貌较好,不同参数条件下纤维的直径和均匀程度有较大差别;方差分析表明,静电纺丝过程中纺丝液浓度、PVA/RWSF质量比和纺丝电压对纤维均匀性的影响显著;结合后期验证性实验确定PVA/RWSF复合纳米纤维最佳电纺参数为电纺液浓度0.09 g/mL、PVA/RWSF质量比90/10、纺丝电压18kV、推进速度1.5mL/h、接收距离14cm,此时制备的纤维均一、纤细,重复性好。     

动态线性电极静电纺PVA纳米纤维的可纺性

为了解决传统针式静电纺针头易堵塞不易产业化的问题,采用铜丝动态线性电极静电纺丝技术对PVA纳米纤维的可纺性进行研究。利用扫描电子显微镜研究了PVA溶液浓度、电压和纺丝距离对PVA纤维形貌及直径分布的影响。结果表明:随PVA溶液浓度降低,溶液粘度和电导率减小,纤维直径及其分布变小。且随纺丝距离增大,纤维直径变细,纤维形貌变好。当PVA浓度为10%(质量分数),电压80 kV,距离30 cm时,可制备出形貌良好的纳米纤维,其直径为433 nm,产量高达 6.8 g/h ;当PVA浓度为5%(质量分数),电压80 kV,距离30 cm, 可纺最细纤维直径为96 nm。本研究可为未来PVA静电纺纳米纤维膜的规模化制备提供参考。     

动态线纺聚乙烯醇/海藻酸钠纳米纤维膜的制备

为了实现静电纺纳米纤维产量化的制备,使用自主设计的无针式动态线性电极静电纺丝机制备聚乙烯醇(PVA)/海藻酸钠(SA)(AP)纳米纤维膜。采用扫描电子显微镜(SEM)研究PVA/SA配比、收集距离和纺丝电压对纤维形貌及直径分布的影响。结果表明,PVA/SA配比对纤维形貌影响最大,随着SA含量降低,溶液牵伸顺利;在此基础上随着距离增加,纤维形貌逐渐改善但不匀率有所增加。当7.5%PVA与2%SA按体积比9∶1共混时,所得纤维形貌及直径分布最佳,最佳纺丝电压和距离分别为75 kV和25 cm,纤维平均直径为(187±44) nm,产量可达2.5 g/h。为AP纳米纤维膜的规模化制备提供了参考。     

壳聚糖/聚乙烯醇复合纳米导电纤维的制备及性能表征

以壳聚糖(CS)、聚乙烯醇(PVA)和纳米石墨粉(G)为原料,利用静电纺丝技术分别制备了壳聚糖/聚乙烯醇共混纳米纤维及壳聚糖/聚乙烯醇/纳米石墨粉复合纳米纤维,采用原位聚合法在纤维表面聚合导电聚合物聚苯胺,得到具有优良导电性能的聚合CS/PVA和聚合CS/PVA/G复合纳米纤维。通过扫描镜、X射线衍射、红外光谱等测试手段对纤维的形貌和结构进行表征。结果表明,聚苯胺均匀包覆在经原位聚合的复合纳米纤维表面,提高了纤维的导电性能,纳米石墨粉与聚苯胺形成插入化合物进一步提高了纤维的导电性能。     

磷虾蛋白/海藻酸钠/聚乙烯醇复合纳米纤维的制备及表征

以磷虾蛋白(AKP)、海藻酸钠(SA)、聚乙烯醇(PVA)为纺丝原料,通过静电纺丝制备AKP/SA/PVA复合纳米纤维,系统研究了纺丝液浓度和纺丝电压对纤维形貌的影响。通过FT-IR分析复合纤维的结构,结果表明SA与AKP间存在化学反应,而与PVA是物理共混,通过红外的二阶导数和拟合分峰研究共混纤维间的氢键作用,结果表明氢键的类型及含量与纤维构成有关。通过DSC和TGA测试纳米纤维的热性能,表明纤维在250℃左右开始熔融并伴随着分解。     

静电纺工艺参数对聚乳酸-茶多酚复合纳米纤维直径和形貌的影响

研究了静电纺丝工艺参数对聚乳酸(PLA)-茶多酚(TP)复合纳米纤维形貌与直径的影响,借助扫描电子显微镜(SEM)观察在不同纺丝电压、不同接收距离和不同纺丝速度条件下PLA-TP复合纳米纤维的外观形貌,通过专用软件计算纳米纤维的直径。结果表明,在本实验范围内均能得到表面光滑连续的纳米纤维,PLA-TP复合纳米纤维直径为350～800nm;纺丝电压、接收距离和纺丝速度均对纳米纤维直径和形貌有较大影响;较好的纺丝工艺条件为纺丝电压18kV、接收距离17.5cm、纺丝速度0.6～0.8mL/h。     

羽毛角蛋白/PVA复合纳米纤维膜的制备及表征

以羽毛角蛋白(FK)和聚乙烯醇(PVA)为原料,水为溶剂,通过静电纺丝技术制备了FK/PVA复合纳米纤维膜.探讨了复合纳米纤维中FK与PVA的相容性,研究了FK的添加对纤维膜微观形貌、结晶度、热稳定性、亲水性等性能的影响.SEM结果表明,在聚合物总质量分数为14％的条件下制备的FK/PVA复合纳米纤维,表面平整光滑,平均直径为250～320 nm,FK含量越大,直径越小.FTIR结果表明,FK与PVA具有良好的相容性,分子间存在氢键作用力.XRD结果表明,FK的加入破坏了PVA分子的规整排列,复合纳米纤维膜的结晶度下降.TG分析与接触角测试结果表明,随着体系中FK配比的增大,复合纳米纤维膜的热稳定性和亲水性均得到提高.     

羽毛角蛋白/PVA复合纳米纤维膜的制备及表征

以羽毛角蛋白(FK)和聚乙烯醇(PVA)为原料,水为溶剂,通过静电纺丝技术制备了FK/PVA复合纳米纤维膜。探讨了复合纳米纤维中FK与PVA的相容性,研究了FK的添加对纤维膜微观形貌、结晶度、热稳定性、亲水性等性能的影响。SEM结果表明,在聚合物总质量分数为14%的条件下制备的FK/PVA复合纳米纤维,表面平整光滑,平均直径为250~320nm,FK含量越大,直径越小。FTIR结果表明,FK与PVA具有良好的相容性,分子间存在氢键作用力。XRD结果表明,FK的加入破坏了PVA分子的规整排列,复合纳米纤维膜的结晶度下降。TG分析与接触角测试结果表明,随着体系中FK配比的增大,复合纳米纤维膜的热稳定性和亲水性均得到提高。     

聚乙二醇改性纳米纤维素/聚乙烯醇复合水凝胶的制备及性能

通过酸碱处理和机械研磨结合的方法制备纳米纤维素(CNFs),并利用冻融循环法分别制备了聚乙烯醇(PVA)和纳米纤维素/聚乙烯醇(CNFs/PVA)复合水凝胶,以及聚乙二醇(PEG)改性PVA和CNFs/PVA复合水凝胶。考察不同配方下复合水凝胶的微观形貌变化,并对复合水凝胶的溶胀性能、压缩强度及热稳定性能进行研究。结果表明,CNFs与PEG对PVA水凝胶的微观形貌均有改善作用,加入PEG后形成的PEG/PVA凝胶产生明显的三维网络结构。当PEG与CNFs同时加入到PVA凝胶后形成的CNFs-PEG/PVA凝胶具有均匀的互穿孔洞结构,此时复合水凝胶的孔隙率最高((67.5±4.3)%),溶胀度最好(980%),且压缩强度较PVA水凝胶也有所提升。PEG对复合凝胶的热稳定性无影响,而加入CNFs后,CNFs-PEG/PVA复合凝胶的初始热分解温度从235℃上升至300℃,显著提高了PVA凝胶的热稳定性。     

Electrospun single-walled carbon nanotube/polyvinyl alcohol composite nanofibers: structure-property relationships

Polyvinyl alcohol (PVA) nanofibers and single-walled carbon nanotube (SWNT)/PVA composite nanofibers have been produced by electrospinning. An apparent increase in the PVA crystallinity with a concomitant change in its main crystalline phase and a reduction in the crystalline domain size were observed in the SWNT/PVA composite nanofibers, indicating the occurrence of a SWNT-induced nucleation crystallization of the PVA phase. Both the pure PVA and SWNT/PVA composite nanofibers were subjected to the following post-electrospinning treatments: (i) soaking in methanol to increase the PVA crystallinity, and (ii) cross-linking with glutaric dialdehyde to control the PVA morphology. Effects of the PVA morphology on the tensile properties of the resultant electrospun nanofibers were examined. Dynamic mechanical thermal analyses of both pure PVA and SWNT/PVA composite electrospun nanofibers indicated that SWNT-polymer interaction facilitated the formation of crystalline domains, which can be further enhanced by soaking the nanofiber in methanol and/or cross-linking the polymer with glutaric dialdehyde.     

静电纺纤维素纳米晶体/壳聚糖-聚乙烯醇复合纳米纤维的制备与表征

通过探索纤维素纳米晶体（CNC）添加量对壳聚糖-聚乙烯醇（CS-PVA）基体性能的影响,为静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维的制备提供理论支撑。以CNC、CS和PVA为原料,采用静电纺丝法成功制备不同CNC含量（质量分数）的静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维,并通过SEM、TGA和FTIR等分析手段对CNC/CS-PVA复合纳米纤维的微观结构和性能进行了表征。结果表明：添加CNC后静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维直径变大,表面变粗糙,力学性能和热学性能提高;随着CNC含量的增加,静电纺CNC/CS-PVA纤维的杨氏模量（E）和抗拉强度（σ）先增强后减弱,而外延起始温度继续上升。当CNC含量为3wt%时,静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维力学性能最好,相比于CS-PVA复合纳米纤维,E和σ分别提高了43.9%和24.8%;当CNC含量为20wt%时,静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维直径分布不均匀,可以观察到单根纤维表面存在少量的球状结构物质,同时外延起始温度达到328.83℃;FTIR分析得出,CNC与CS和PVA之间只存在分子间的相互作用而没有发生化学反应;随着溶液的酸性减弱,碱性增强,不同CNC含量的静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维稳定性逐渐提高,而CNC含量对其稳定性影响不大。     

Synthesis and morphology of electrospun PVA/PLZT composite and single phase PLZT nanofibers

Polyvinyl alcohol/lead lanthanum zirconate titanate (PVA/PLZT) composite nanofibers were prepared by the electrospinning method. The PLZT sol was prepared by using lead acetate trihydrate, titanium isopropoxide and zirconium propoxide molecular precursors based on sol-gel procedure. The influence of applied voltage, flow rate and needle-to-collector distance on the composite fiber morphology and diameters has been studied. The nanofibers were characterized by X-ray diffraction, TGA-DSC, FTIR spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM). Single phase with perovskite structures PLZT nanofibers were also obtained by calcining the PVA/PLZT nanofibrous mat at 650 °C for 2 h. A linear correlation was observed between the single perovskite phase evolution and the calcination temperature.     

PEG/PVA复合物相变焓的影响因素研究

通过接枝共聚法制备了PEG/PVA复合高分子固-固相变材料,用DSC差示扫描量热法对其相变曲线进行了测试,讨论了影响PEG/PVA复合物相变焓的影响因素.结果表明,PVA含量、反应温度和反应时间都对复合物的相变焓有影响,且PVA含量对复合物相变焓值影响最大.     

甲壳素纳米纤维/聚乳酸复合材料的制备及性能

利用甲壳素纳米纤维(CHNFs)对聚乳酸(PLA)进行增强改性,分别采用湿混法和聚乙二醇(PEG)分散剂法制备了挤出成型的CHNFs/PLA复合材料,并对复合材料的力学性能、热性能及微观形貌进行表征。结果表明,制备的α-甲壳素纳米纤维直径小于100 nm,长度为几百微米,具有三维网状结构;湿混法和PEG分散剂法对制备的CHNFs/PLA复合材料都有较好的增强作用,当CHNFs的添加量高于30%时,湿混法制备的复合材料的力学性能明显优于PEG分散剂法制备的复合材料;对复合材料的扫描电镜图分析表明,湿混法制备的复合材料中有大量的网状细丝均匀致密地分散在PLA的断面,达到了对CHNFs预期的分散效果,而PEG分散剂法制备的复合材料中,CHNFs以短小纤维的聚集体形态分布于复合材料的断面,说明聚乙二醇对于CHNFs与PLA体系是良好的界面相容剂,但是该方法降低了CHNFs的长径比。因此湿混法是一种更有效的纤维预处理方式。     

Novel carbon fiber/epoxy composite toughened by electrospun polysulfone nanofibers

Novel carbon fiber/epoxy composite toughened by electrospun polysulfone (PSF) nanofibers was prepared to enhance fracture toughness of the composite, and compared the morphology and toughness to those of composite toughened by PSF films prepared by solvent method. Polysulfone nanofibers with the average diameter of 230 nm were directly electrospun onto carbon fiber/epoxy prepregs to toughen the composite. SEM observations of the polysulfone nanofibers toughened composite revealed that polysulfone spheres with uneven sizes presented uniform dispersion through interleaves of the composite, which was different from those of composite toughened by PSF films. Mode I fracture toughness (G_IC) of the nanofibers toughened composite was 0.869 kJ/m² for 5.0 wt.% polysulfone nanofibers content, which was 140% and 280% higher than those of PSF films toughened and untoughened composite due to the uniform distribution of polysulfone spheres.