静电纺丝法制备定向排列微/纳米纤维及其机理

借助于高速摄影机"快摄慢放"的技术观察静电纺泰勒锥-射流区域的细节变化,在保证溶液供应量和射流喷射量一致而达到稳定纺丝的基础上,利用常规平面铝板作为接收装置获得了高度定向排列的微/纳米纤维集合体。结果表明,纤维的基本定向原理为在溶液浓度相对较大的情况下,射流的鞭动不稳定性较小,而且会以电势梯度最大方向为轴发生高速旋转,在高速旋转的过程中射流容易被拉直而形成定向排列纤维阵列。     

液体定向输运电纺纤维材料的研究及进展

静电纺丝法是一种高效、便捷制备微/纳米纤维的方法。制备过程中,通过调控微/纳米纤维化学组成及微观结构,能够实现纤维表面及纤维膜厚度方向浸润性差异或梯度的构筑,进而利用浸润性差异或梯度驱动液体的定向输运。综述了近年来电纺纤维及纤维膜材料在液体定向输运中的研究成果及液体定向输运机理,并对液体单向输运微/纳米纤维材料未来的应用及发展进行了展望。     

静电纺丝制备定向排列聚酰亚胺基炭纳米纤维

均苯四甲酸二酐和二氨基二苯醚溶解在N,N-二甲基乙酰胺中,室温下聚合为聚酰胺酸。以聚酰胺酸溶液作为前驱体,在20 k V电压下静电纺丝,然后进行350℃热亚胺化处理可得到定向排列的聚酰亚胺纳米纤维,再于900℃炭化、3 000℃石墨化,得到均匀连续、定向排列的聚酰亚胺基炭纳米纤维,纤维直径约100 nm。结果表明,聚酰胺酸质量分数为20%的溶液电纺性能最佳,3 000℃石墨化处理后的炭纳米纤维具有典型的石墨结构。     

静电纺制备定向纳米纤维集合体的研究现状

静电纺制备的纳米纤维集合体,多为无序排列结构。由于其力学性能较差且呈各向同性,限制了其在细胞定向培养及光电子器件等诸多方面的应用,因此很多学者开始关注定向纳米纤维的制备。文中从静电纺定向纳米纤维集合体的形态的角度,系统地介绍了定向纳米纤维膜、定向纳米纤维束和纱线及定向纳米纤维包覆纱等不同形态的定向纳米纤维集合体的制备方法及应用领域,有助于从纤维形态方面理解静电纺定向纳米纤维,为今后优化制备定向程度更高、形态更具使用价值的纳米纤维提供参考。     

静电纺定向纳米纤维及其组织工程支架应用研究进展

静电纺纳米纤维以其具有模拟细胞外基质(ECM)的结构与功能,已在组织工程支架材料领域受到广泛研究。传统随机排列纳米纤维支架显示出较低的机械强力,缺少足够的生物地形指引,而定向纳米纤维的应用优势凸显。为了扩展定向纳米纤维在组织工程支架的应用,系统综述了近年来不同制备方法在构建血管、肌肉、骨和神经组织工程支架的应用进展。结果表明,三维(3D)定向纳米纤维支架具有明显的使用优势,可以结合多种电纺技术和后加工处理,以及结合其他制备组织工程支架的方法进行制备。     

碳螺旋纤维的阻抗特性研究

利用化学气相沉积（CVD）法制备微米尺度的碳螺旋纤维, 通过设计的拉伸装置引导试样中的碳螺旋纤维沿拉伸方向有序排列, 使用光学显微镜观察其形貌及排列情况. 具体研究了定向排列碳螺旋纤维的交流阻抗特性, 结果表明：低频时碳螺旋纤维的阻抗和辐角保持不变, 表现为纯电阻行为, 但是高频时（f>10kHz）阻抗和辐角随交流频率升高而迅速减小; 并且碳螺旋纤维对其被拉伸状态很敏感, 阻抗值随拉伸长度增大而增大. 该研究对开发碳螺旋纤维在微电路和微纳米感应器技术中的应用有重要意义.     

静电纺丝法制备超长YMnO3单晶纳米纤维

采用改进的静电纺丝装置结合溶胶凝胶技术制备了超长的定向排列的YMnO3/PVP复合纳米纤维,将其在900℃高温煅烧6 h得到了六方相YMnO3（H YMnO3）单晶纳米纤维。用SEM,XRD,TEM,SAED及VSM对样品的相纯度,表面形貌、晶体结构和磁性能进行了表征。结果表明：YMnO3/PVP复合纳米纤维的长度可达...     

HA/HDPE多尺度生物复合材料的制备与力学性能

采用原位矿化复合-固相挤出技术制备羟基磷灰石/高密度聚乙烯(HA/HDPE)复合材料。结果表明,原位矿化-固相挤出制备的HA/HDPE复合材料是一种纳米HA颗粒均匀分散、界面结合强度高、HA/HDPE复合纤维定向排列的多尺度结构复合材料,在纳米尺度上HA均匀分散在HDPE基体中,在微米尺度上形成HA/HDPE复合纤维,在显微尺度上定向排列的HA/HDPE复合纤维形成织构结构。该HA/HDPE多尺度结构复合材料的力学性能与传统的熔融挤出的HA/HDPE复合材料相比有显著提高,拉伸强度达到245MPa,弯曲强度达到165MPa,拉伸模量为18.1GPa,力学性能均达到人体皮质骨的力学要求。     

静电纺丝法实现CNTs在超长复合纳米丝中的定向排列

将流速梯度场与静电纺丝设备相结合,利用原位本体聚合方法,制备了超长的PMMA/CNT复合纳米丝,并实现了纳米丝的有序收集和CNTs在其内部的定向排列。通过SEM、FT-IR、TEM检测表明所制备的超长复合纳米丝直径约为100 nm,长度可达数米,且光滑连续、平行排列;CNTs在复合纤维中均匀分散,沿轴向平行排列,且与PMMA分子间存在化学键;CNTs质量分数为8%时,复合纤维电导率比纯PMMA提升了10个数量级;通过偏振拉曼光谱得到了CNTs的定向因子;分析了石英毛细管内部纺丝液对CNTs取向一致的诱导作用。     

含环氧-SiC 复合微/ 纳米纤维的层合板制备及其力学性能

应用同轴静电纺丝技术制备环氧包覆纳米SiC 复合微/ 纳米纤维, 将该复合微/ 纳米纤维收集成无纺布薄膜引入层合板层间界面并固化成型, 研究其对层合板力学性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM) 和透射电子显微镜( TEM) 分析了微/ 纳米纤维的形貌和结构, 并测试了微/ 纳米纤维薄膜的拉伸性能。应用三点弯曲、短梁剪切和简支式冲击实验测定了层合板的弯曲性能、层间剪切强度和冲击韧性。结果表明, 一定厚度及一定SiC 含量的微/ 纳米纤维无纺布薄膜对层合板的力学性能无显著影响。      

牵伸倍率对PEDOT PSS/PVA复合导电纤维结构与性能的影响

将合成的导电聚(3,4-乙撑二氧噻吩)-聚对苯乙烯磺酸(PEDOT-PSS)与聚乙烯醇(PVA)共混, 通过湿法纺丝, 得到了电导率较高、力学性能良好、可进行机织的PEDOT-PSS/PVA复合导电纤维, 研究了牵伸倍率对纤维导电性能、结构、热性能和力学性能的影响。结果表明: 随着牵伸倍率的增加, PEDOT-PSS/PVA复合导电纤维表面的微纤数量增加, 结晶性能、热稳定性及力学性能均有所提高; 当PEDOT-PSS/PVA复合导电纤维的牵伸倍率为4.0时, 其断裂强度、伸长率和初始模量分别为6.74 cN/dtex、5.95%和42.43 cN/dtex, 电导率可达到34.5 S/cm, 具有良好的应用性能。     

耐盐性海藻酸钙纤维的制备及性能研究

针对海藻酸钙在盐溶液中易溶问题,利用戊二醛交联反应制备了耐盐海藻酸钙纤维,红外光谱及溶胀度的测试证明发生了缩合交联反应;讨论了不同工艺条件下,改性纤维的溶胀度和力学性能。结果表明,最佳合成条件为温度30℃、交联剂含量8%、反应时间3.0h、pH=5;改性海藻酸钙纤维的溶胀度只有98%,为纯海藻酸钙纤维的27%,改性纤维断裂强度为2.23cN/dtex。     

海藻酸钡纤维的制备和性能研究

以海藻酸钠为原料,0.5mol/L氯化钡水溶液为凝固浴,通过湿法纺丝制备了海藻酸钡纤维.利用扫描电镜、红外光谱仪对制得的纤维进行了表征,并对纤维进行了单纤维拉伸测试和防辐射性能测试.研究表明,海藻酸钠在凝胶化过程中形成明显的螯合结构,海藻酸钡纤维的平均断裂强度20.69cN/tex,线密度为3.86dtex,与普通粘胶纤维相比海藻酸钡纤维有明显的防辐射性能.     

微纳材料修饰的硅基微穿孔板共振降噪复合器件

探索了一种通过MEMS技术制备硅基微穿孔板共振降噪结构,并进一步将ZnO微米纳米材料加入其中以提高吸声性能的新方法．采用MEMS技术在硅片上得到了孔径为100μm、一致性良好的微孔阵列,将其与刚性底座组合在一起,构成硅基微穿孔板降噪器件．将通过水热合成法得到的ZnO微米纳米材料制备在后底板硅片上,并与硅基微穿孔板组装在一起,构成微米纳米复合降噪器件．对上述两种器件进行降噪实验,结果显示采用MEMS精密加工技术能够获得吸声系数较高的共振降噪器件,而经过ZnO微米纳米材料修饰后的复合器件,其在1500～6000Hz频段内的平均吸声系数提高了2．54％,达到85．87％．这一现象在1500～3000Hz频段尤为明显．因而,采用ZnO微米纳米材料修饰后的复合器件,吸声性能有所提升．     

苯代三聚氰胺改性三聚氰胺甲醛/聚乙烯醇纤维的结构与性能EI北大核心CSCD

通过湿法纺丝,分别制备了湿拉伸倍数为1.0~1.3倍的三聚氰胺甲醛/聚乙烯醇(MF/PVA)纤维和苯代三聚氰胺(BG)改性MF/PVA纤维。采用红外光谱仪、元素分析仪、极限氧指数(LOI)仪、扫描电子显微镜、热重分析仪和纤维强伸度仪表征对比了BG改性前后MF/PVA纤维的结构和性能变化。结果表明,湿法纺丝可制得结构均匀、表面附着有MF颗粒的MF/PVA纤维及BG改性纤维;随纤维湿拉伸倍数的增大,改性前后纤维的氮流失率都明显增加,阻燃性能和热稳定性能变差,而纤维力学性能增强。加入BG改性后,MF/PVA纤维的氮流失率明显降低,阻燃性能和耐热性能变好,纤维强度有所下降,但纤维韧性明显增大。湿拉伸1.3倍的BG改性MF/PVA纤维,其LOI值为29.1%,纤维的拉伸强度和断裂伸长率分别为2.39cN/dtex和5.66%。     

高温隔热用微纳陶瓷纤维研究进展

陶瓷纤维具有密度低、强度高、耐高温、抗氧化和耐机械震动性能好等优点, 是空天飞行器、核能发电和化工冶金等热防护领域所需的关键高温隔热材料。传统陶瓷纤维直径粗(?>5 μm)、脆性大、热导率高, 在实际隔热领域应用中受到了极大限制。减小纤维直径, 制备微纳陶瓷纤维, 不仅有利于提高纤维力学性能, 还有望改善其高温隔热性能, 近年来引起了研究者的广泛关注。从微纳陶瓷纤维中影响热传输(气体热传导、固体热传导和辐射传热)的本征因素出发, 有针对地进行组成和结构优化, 进而改善其高温隔热性能, 是当前微纳陶瓷隔热纤维研究的重点方向。本文结合国内外研究现状, 在介绍微纳陶瓷纤维隔热机理的基础上, 按照纤维的组成和结构特点将目前微纳陶瓷隔热纤维分为三类, 即微纳陶瓷纤维气凝胶、中空/多孔微纳陶瓷纤维和复合微纳陶瓷纤维。对这三类不同特点的微纳陶瓷隔热纤维最新研究进展进行综述, 并展望了微纳陶瓷隔热纤维的未来发展方向。     

The influences of slot width of an attenuator on the properties of PET spunbonded fibers

In this paper, poly(ethylene terephthalate) (PET) spunbonded fibers with tensile strength of 9.67 cN/dtex and diameter of 7 μm were produced in Nordson’s MicroFil™ Spunbond System with a positive attenuator pressure. The influences of the slot width of the attenuator on the properties of PET spunbonded fibers were studied, and Fourier transformation infrared spectrophotometry (FT-IR) and Wide-angle X-ray diffraction were applied to characterize the crystalline and orientation structure of PET spunbonded fibers as well. It was found the attenuator with positive air pressure is more advantageous to spin PET spunbonded fiber and the fiber becomes finer and its’ tensile strength becomes higher with the decrease of the slot width. The air speed in the attenuator was predicted as well.     

海藻酸钠/羽毛角蛋白复合纤维的制备与性能

采用酸碱法在鸭毛中提取羽毛角蛋白（FK）,通过正交实验研究了FK提取的最佳条件。将FK与海藻酸钠（SA）进行共混,制备SA/FK复合溶液,测试了复合溶液的流变性。通过湿法纺丝制备SA/FK复合纤维,研究了复合纤维的基本性能并表征了复合纤维分子间氢键作用。结果表明:在最佳提取条件下（提取温度为60.0℃,提取时间为120.00 min,碱浓度为2.00wt%）,FK产率最高为45.75%。SA/FK复合溶液的表观黏度随剪切速率的增加而减小,随FK含量的增加呈现先增后减的趋势。FK的加入使分子间氢键作用增强。SA/FK复合纤维的力学断裂强度能够达到1.96 cN/dtex。SA与FK的复合破坏了原有分子的晶体结构,SA/FK复合纤维分子结构是以非晶态存在。SA/FK复合纤维的表面具有均匀的沟槽结构。