静电纺聚氨酯纳米纤维非织造布的制备

研究了聚氨酯在几种常见有机溶剂中的溶解性能,寻求静电纺丝最佳溶剂及配比,并采用静电纺丝法制备纳米级聚氨酯纤维膜。通过改变共混溶剂的质量比、纺丝液的浓度、纺丝电压、挤出速度和接收距离,借助扫描电子显微镜测量纤维的直径,分析了各因素对纤维形貌结构的影响。结果表明:DMF/THF共混溶剂配比为1:3时,聚氨酯纺丝液静电纺丝效果佳;在纺丝液浓度8%～12%、纺丝电压12～30kV、接收距离10～30cm范围内,能纺制出纤维直径分布在800～1500nm之间的聚氨酯纳米纤维非织造布。     

PLGA/PLA共混纳米纤维膜的结构与性能

 为制备组织工程支架材料,以具有优异生物相容性的PLGA和PLA为原料,通过静电纺丝法制备PLGA/PLA共混纳米纤维膜。通过扫描电镜、流变仪、TG-DSC热分析和电子强力仪测定共混纳米纤维膜的形貌结构、微细结构和力学性能。结果表明：通过静电纺丝法可成功制备PLGA/PLA共混微、纳米级纤维膜。随着PLA共混比例的提高,纺丝液的黏度逐渐提高,使得纳米纤维的直径增大、分布均匀、孔径增大、孔隙率减小;热分析结果表明随着PLA共混比例的增大,支架的结晶度和结构稳定性提高;随着PLA共混比例的增加,支架的断裂强度增加,伸长减小;可通过调节PLGA和PLA的共混比例达到调控支架材料的结构与性能,以满足不同组织工程支架的要求。     

PANI-DBSA对静电纺PAN纳米纤维直径的影响

在聚丙烯腈（PAN）溶液中加入不同十二烷基苯磺酸（DBSA）掺杂浓度的PANI-DBSA,将此共混体系进行静电纺丝制备纳米纤维。表征两聚合物的相容性,测试了DBSA浓度对对纺丝液导电率的影响,分析DBSA浓度对纳米纤维直径及直径分布的影响。结果表明,PANI-DBSA的氨基与PAN共聚物中的羰基之间存在氢键相互作用,使得聚合物具有良好的相容性,随着DBSA浓度的增加,共混纺丝液的电导率增大,同时纳米纤维的直径逐渐减小,纤维直径的离散度也逐渐减小,在DBSA浓度为1.1mol/L时,纤维的平均直径最小,为116nm。     

带有纳米沟槽的静电纺微米纤维支架对促进细胞渗透生长的研究

通过静电纺丝技术一步制备出表面带有纳米沟槽结构的微米级左旋聚乳酸(PLLA)纤维支架,同时具备纳米和微米结构优势.对支架的形态、力学性能、生物相容性和细胞渗透情况进行表征.结果 表明:当PLLA纺丝液浓度提高时,纤维直径随之增大,但不会影响纤维表面的纳米沟槽结构;表面的纳米沟槽结构能增大支架的比表面积,促进细胞的黏附和迁移;用质量浓度为230 g/L的PLLA纺丝液制得的支架,其纤维的平均直径达到3.00 μm以上,支架的平均孔径扩大到12.00 μm以上,能有效地促进细胞的增殖及三维浸润.     

聚己内酯/聚乙二醇大孔径纳米纤维膜的制备及其在组织工程支架中的应用

为使细胞在静电纺纳米纤维支架上得到更佳的生长与黏附,采用改进的静电纺丝装置制备具有良好生物相容性的聚己内酯(PLC)/聚乙二醇(PEG)大孔径复合纳米纤维膜,探究纺丝溶液中溶质质量配比与溶液质量分数对纳米纤维膜形貌及性能的影响,确定最佳工艺参数;将最佳工艺条件下制备的纳米纤维膜初步应用于组织工程,并与传统静电纺丝装置制备的纤维膜进行细胞相容性对比分析。结果表明:当PLC和PEG的混纺质量比为80∶20,纺丝溶液质量分数为25%时,获得的PCL/PEG大孔径纳米纤维膜质量最好;与传统静电纺PCL/PEG纳米纤维膜相比,PCL/PEG大孔径纳米纤维膜更利于细胞的生长和增殖,更适合作为组织工程支架材料。     

聚乙烯醇/普鲁兰多糖纳米纤维膜的制备及表征

利用静电纺丝法制备不同质量比的聚乙烯醇/普鲁兰多糖(PVA/PUL)纳米纤维膜,通过SEM、FTIR、XRD、DSC及TGA等方法分析纤维膜的微结构、性能及膜内各组分的相互作用。结果表明:纤维膜中PVA/PUL的质量比对纤维粗细、均匀程度及黏连等形貌特点产生影响;随着纺丝液中PUL所占比例的增加,纤维直径逐渐减小,当PVA/PUL混合比例为7:3时纤维形态最佳;FTIR、XRD分析表明在纳米纤维膜中PVA与PUL二者存在着化学键间作用力,DSC与TGA分析表明混合纤维膜热稳定性较单一物质纳米纤维膜更稳定。因此得出结论,采用适当比例制备PVA与PUL共混静电纺丝纳米纤维膜,既可以有效改善PVA纤维形态,又可以降低单一PUL的纺丝成本,纳米纤维包装材料在食品包装材料未来的发展上具有广阔的应用前景。     

聚氨酯/聚偏氟乙烯共混膜防水透气织物的制备及其性能

本文用静电纺丝法制备聚氨酯/聚偏氟乙烯共混纳米纤维膜,研究了溶质质量比对纳米纤维形貌、直径及膜性能的影响,探索共混纤维膜较优制备工艺。采用静电喷射方式将聚氨酯湿气固化胶喷于涤纶基布表面,再以较优静电纺丝工艺将共混纳米纤维喷于含胶水的涤纶基布上,研究了共混纳米纤维膜/涤纶基布复合织物的防水透气等性能。结果表明：共混纳米纤维膜较优制备工艺为：静电纺丝电压为14 kV、接收距离为10 cm、纺丝液浓度为12 wt%、溶剂配比N,N-二甲基甲酰胺/丙酮=4/6、溶质质量比聚氨酯/聚偏氟乙烯=7/3;聚氨酯湿气固化胶在涤纶布表面呈微米级点状或块状分布,当其质量百分数为40 wt%时,纳米纤维膜与基布粘结牢度、透气性较好,复合织物随膜厚度增加,其抗湿性相差不大,耐静水压值、透气性、断裂伸长率有所降低,但拉伸断裂强力有很大提高。     

豌豆分离蛋白-普鲁兰多糖共混溶液性质及静电纺丝纳米纤维形貌的研究

为制备基于天然聚合物(蛋白质、多糖)静电纺丝纳米纤维,本文将豌豆分离蛋白和普鲁兰多糖以质量比1:1混合制备共混溶液,研究共混溶液的浓度(10.0%~25.0%,w/v)对共混溶液性质及静电纺丝纳米纤维形貌结构的影响。通过测定共混溶液的性质(包括pH、表面张力、电导率以及表观粘度)以及静电纺丝纳米纤维的微观结构,来确定最佳的共混溶液浓度。结果表明,不同浓度的共混溶液pH基本维持中性范围内,表面张力在37~47 mN/m范围内波动,随着共混溶液浓度的增加,其电导率显著降低(P<0.05),而且表观粘度显著增加(P<0.05)。与此同时,当共混液浓度大于20.0%时,才开始形成静电纺丝纳米纤维,其中以22.5%和25.0%的共混液制备出的静电纺丝纳米纤维具有形貌良好和直径均匀的特征。     

静电纺PVDF/CA混纺膜的制备与性能分析

用静电纺丝技术制造多层织物系统不具有的纳米材料结构,开发多元化的防水透气材料。采用静电纺丝法制备聚偏氟乙烯/醋酸纤维素(PVDF/CA)共混纳米纤维膜,探索共混膜的优化制备工艺。对混纺膜的基本性能和防水透气性能进行测试分析,结果表明,共混膜的优化制备工艺参数为:静电纺丝纺丝液的质量分数13%,溶剂DMAC和丙酮的体积比6/4,电压13 k V,接收距离17 cm,纺丝液流量0.6 m L/h。当其溶质PVDF和CA的质量比为90/10时,混纺膜的综合性能较优,虽然透气性能略微下降,但其防水性能、耐静水压和力学性能有很大改善。     

PU/PVDF防水透气共混膜的制备及性能研究

采用静电纺丝法制备聚氨酯/聚偏氟乙烯(PU/PVDF)共混纳米纤维膜,研究PU、PVDF质量分数、溶剂体积配比、溶质质量比对纳米纤维形貌、直径及膜性能的影响,探索共混纤维膜较优制备工艺。结果表明:共混纳米纤维膜较优制备工艺为静电纺丝电压14 kV、接收距离10 cm、纺丝液质量分数12%、溶剂体积配比N,N-二甲基甲酰胺/丙酮为4/6、溶质质量比PU/PVDF为7/3,此条件下可获得具有较优防水透气性能和力学性能的共混膜。     

静电纺PVA/SA复合纳米纤维膜制备工艺的优化

通过调节溶液质量分数、质量比、纺丝电压、供液速度、接收距离和辊筒转速等工艺参数,探讨不同条件对静电纺聚乙烯醇(PVA)/海藻酸钠(SA)复合纳米纤维膜的影响,制备纤维形貌优良的复合纳米纤维膜。使用场发射扫描电镜(FE-SEM)观察复合纳米纤维膜的形貌,并分析纤维直径及其分布。结果表明:最优工艺参数为聚乙烯醇质量分数10%、海藻酸钠质量分数2%、质量比8∶2、纺丝电压19 kV、供液速度1.6 mL/h、接收距离19 cm、辊筒转速300 r/min。此时,可得到形貌良好、分布均匀,平均直径为120.8 nm的复合纳米纤维。     

β-环糊精/聚丙烯酸酯纳米纤维膜的耐水性及其对重金属离子的捕集

为得到一种可捕集废水中重金属离子的耐水型过滤膜新材料,将β-环糊精(β-CD)与聚丙烯酸酯(PA)共混,通过静电纺丝技术制备了β-CD/PA纳米纤维膜。利用扫描电子显微镜(SEM)表征了所制纳米纤维的表面形貌,探讨了β-CD质量分数对其表面形貌的影响,并研究了其对铜、铁等重金属离子的捕集能力。通过捕集前后的SEM照片初步分析了其捕集机制。结果表明:PA膜在40 min后的吸水率维持在8%,具有良好的耐水性;当PA质量分数为10%时,纳米纤维膜中单丝间的相互黏结情况随β-CD质量分数的增大有显著改善;PA质量分数为10%,β-CD质量分数为50%(相对于PA)时,纳米纤维膜对铜、铁离子的捕集量可分别达到82.0、219.5 mg/g;捕集铜离子后的纳米纤维膜表面有明显的离子富集。     

高过滤性能石墨烯复合纳米纤维膜的制备及性能

将石墨烯(GR)纳米颗粒掺杂到聚丙烯腈(PAN)纺丝溶液中,利用静电纺丝技术制备石墨烯/聚丙烯腈(GR/PAN)复合纳米纤维膜。研究PAN质量分数、GR用量、纺丝电压及接收距离对GR/PAN复合纳米纤维膜形貌和过滤性能的影响,发现最优纺丝工艺参数为PAN质量分数14.0%、GR用量1.5%、纺丝电压26 kV、接收距离14 cm、注射速度1 mL/h。此最优纺丝工艺参数制备的GR/PAN复合纳米纤维膜的过滤效率为98.86%,过滤阻力为110.30 Pa。     

氧化石墨烯量子点/聚丙烯腈纳米纤维复合质子交换膜的制备及其性能

为提高全氟磺酸(Nafion)膜的质子传导率和尺寸稳定性,利用静电纺丝技术制备了氧化石墨烯量子点(GOQDs)/聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜,并通过Nafion溶液浸渍法制备了纳米纤维复合质子交换膜。借助扫描电子显微镜、共聚焦显微镜、热重分析仪和X射线衍射仪等对纳米纤维及复合膜的结构和性能进行表征。结果表明:GOQDs在PAN纳米纤维中均匀分布,GOQDs的加入减小了纳米纤维的直径;纳米纤维形成三维网络结构,对复合膜起到了骨架支撑作用,提高了复合膜的尺寸稳定性,同时提高了复合膜的热稳定性和吸水性;GOQDs质量分数的增加提高了复合膜的质子传导率,80 ℃时复合膜的质子传导率最高可达0.182 S/cm。     

聚吡咯/丝素导电纳米纤维膜的制备及其性能

为开发具有一定导电性的组织再生材料,采用静电纺丝法制备了丝素纳米纤维膜,通过原位氧化聚合获得了聚吡咯/丝素导电性纳米纤维膜,探究了纺丝参数对纳米纤维膜表面形貌的影响,利用四探针测试仪测试了纳米纤维膜的导电性,借助红外光谱仪对纳米纤维膜化学结构进行了表征。结果表明:在质量浓度为0.16 g/mL,推注速度为0.2 mL/h,电压为20 kV,滚筒转速为1 000 r/min的条件下,制备的丝素纳米纤维膜表面规整,珠状物少,纤维平均直径为(520.70±140.81) nm;在吡咯单体浓度为0.3 mol/L,掺杂剂浓度为0.3 mol/L,吡咯单体与FeCl₃的量比为1∶2,聚合时间为6 h条件下,制备的聚吡咯/丝素导电性纳米纤维膜保留了丝素纳米纤维膜原有的纳米纤维结构,电导率达到(0.44±0.07) S/cm。     

漏斗式喷气静电纺聚乙烯吡咯烷酮纳米纤维膜的制备及其表征

为克服传统静电纺丝生产效率低、纺丝过程难以控制、针头易堵塞等问题,实现高效制备高质量纳米纤维膜,在气泡静电纺的基础上,提出了漏斗式喷气静电纺丝技术。以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）溶液为纺丝液,通过漏斗式喷气静电纺技术成功地制备了高质量的PVP 纳米纤维膜,并运用控制变量法分析了溶液质量分数、表面活性剂质量分数和施加电压等对纤维膜形貌和质量的影响。结果表明：当纺丝溶液中PVP 质量分数为32%,纺丝电压为60 kV,表面活性剂质量分数为0.1%时,获得的PVP 纳米纤维膜综合性能最佳,其表面形貌良好,纤维直径较细且直径分布较均匀。     

皮芯结构微纳米纤维复合纱线的制备及其性能

为探究纺丝液质量分数对皮芯结构微纳米纤维复合纱线结构与性能的影响,利用双针头水浴静电纺丝法连续制备了以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)长丝为芯、外包聚酰胺6(PA6)的皮芯结构微纳米纤维复合纱线,通过扫描电子显微镜、差示扫描量热仪和万能材料试验机对其形貌结构、热性能和力学性能等进行测试与表征。结果表明:不同PA6纺丝液质量分数制备的微纳米纤维复合纱线均具有良好的皮芯结构;当PA6纺丝液质量分数从10%提高到20%时,纳米纤维复合纱线的平均直径从(61.99±13.08) nm增加到(150.22±21.53) nm,结晶度由16.28%提高至20.63%;当PA6纺丝液质量分数为20%时复合纱线的结晶度达到了常规PA6纤维的结晶范围,增加纺丝液质量分数一定程度上可提高复合纱线的力学性能。     

梯度复合聚丙烯腈纳米纤维膜的制备及其过滤性能

为发挥纳米纤维膜在高效空气过滤材料领域的作用并实现连续化生产,通过自制静电辅助溶液喷射纺丝实验机,采用Box-Behnken试验设计方法,建立了聚丙烯腈(PAN)纳米纤维直径和纺丝工艺参数的关系。利用在线复合方式连续制备了不同直径梯度复合的PAN纳米纤维膜并将其用于空气过滤领域,并对纤维膜的结构和形貌进行了表征。结果表明：通过调整纺丝工艺参数可有效地实现对纤维直径的控制;同时由该技术所制得的复合膜在消除静电后,通过物理筛分作用,对0.4 μm的癸二酸二辛酯粒子具有99.923 %的过滤效率和117 Pa的压降,对大于0.8 μm的粒子具备100 %的过滤效率。     

壳/芯结构PU基纳米纤维复合纱的制备与性能研究

采用聚氨酯(PU)和镍(Ni)为原料制备纳米纤维复合纱壳层,以PU纤维丝为复合纱芯层,制备壳/芯结构PU基纳米纤维复合纱。利用金相显微镜及电子扫描显微镜观察纳米纤维复合纱的表观形貌,测试了其力学性能(断裂强力、断裂伸长率)及导电性能。研究结果表明:当纺丝液中Ni的质量浓度为0.18 g/mL时,试样的直径较大,断裂强力和断裂伸长率分别为99 cN、44.86%,且导电性能较佳。