静电纺丝蛋白基纳米纤维的研究进展

蛋白质不仅能为人类提供必需的营养,同时具备良好的加工及应用特性。蛋白基纳米纤维因其高比表面积而被广泛应用于营养递送、空气过滤、生物医药和组织工程等领域。静电纺丝（电纺）技术作为一种简单有效、成本低廉的纳米纤维有效制备手段,为蛋白基纳米纤维的进一步应用提供了技术保障。本文从电纺蛋白基纳米纤维的制备过程、电纺条件（流速、电压、接收距离等）对纤维形貌的影响、静电纺丝蛋白基纳米纤维的应用（食品工业、药物载送、组织工程、空气过滤）等方面进行了综述,并展望了蛋白基纳米纤维的潜在研究方向,以期为静电纺丝蛋白基纳米纤维的可控构建、功能特性的改善以及静电纺丝的产业化研究和应用提供参考。     

静电纺多级结构空气过滤材料的研究进展

为促进静电纺纳米纤维在空气过滤领域中的应用,开发性能更加优异的新型纳米纤维空气过滤膜,以近年来国内外静电纺丝技术制备多级结构纳米空气过滤材料的相关研究为基础,综述了静电纺制备具有微纳米凸起、纳米蛛网、层层复合、多孔、刺状、树枝状及核壳等结构空气过滤材料的最新研究进展,分析和讨论了多级结构微纳米空气过滤材料的制备方法,指出了现有研究中存在的不足,并对未来的发展方向进行了总结和展望。认为多级结构可有效实现过滤材料高效率、低阻力、高强度、阻燃等的功能化,相较于传统的纳米纤维过滤材料具有更好的应用前景。     

石墨烯/PAN静电纺/PP纤维针刺复合空气过滤材料的制备

对适用于全新风系统的高效低阻并具有抑菌性能的复合空气过滤材料进行研发。先将聚丙烯腈(PAN)静电纺纳米纤维膜沉积到优选的丙纶(PP纤维)针刺过滤材料上,测试其过滤性能,采用极差分析和灰色聚类分析法选出最优静电纺丝工艺参数;再配制石墨烯质量分数分别为0.5%、1.0%和1.5%的石墨烯/PAN静电纺丝液,基于最优静电纺丝工艺参数,制备石墨烯/PAN静电纺/PP纤维针刺复合空气过滤材料,测试并分析其过滤性能和抑菌性能。结果表明:制备PAN静电纺纳米纤维膜的最优静电纺丝工艺参数为PAN质量分数11.0%、纺丝电压15 kV、注射速度0.84 mL/h、接收距离14 cm;在最优静电纺丝工艺参数条件下,石墨烯质量分数为0.5%时,石墨烯/PAN静电纺/PP纤维针刺复合空气过滤材料的过滤性能最好。石墨烯/PAN静电纺/PP纤维针刺复合空气过滤材料高效低阻,并具有优良的抑菌性能,适用于全新风系统过滤室内空气中的微细颗粒物。     

聚丙烯腈静电纺/聚丙烯熔喷复合材料的制备及过滤性能研究

以聚丙烯腈(PAN)为原料,N,N-二甲基甲酰胺为溶剂制备纺丝液并进行静电纺丝,用熔喷聚丙烯(PP)非织造材料为基材接收静电纺PAN纳米纤维膜,制备PAN静电纺/PP熔喷复合材料。研究了静电纺丝工艺参数对纤维直径及均匀度的影响,优化了静电纺丝工艺,在此基础上改变纺丝时间控制熔喷非织造材料表面复合的静电纺纳米纤维含量,通过AFC-131滤料性能测试系统测试了PAN静电纺/PP熔喷复合材料的空气过滤性能。结果表明,在熔喷非织造材料喷覆静电纺PAN纳米纤维膜后,过滤效率明显提高,颗粒越小,过滤效率提高越多,且随喷覆时间的增加,过滤效率提高,滤阻增加,但滤阻增加值小于过滤效率增加值,综合考虑在纺丝时间为10min时,可以制备高效低阻的PAN静电纺/PP熔喷复合非织造过滤材料。     

纳米纤维技术的新进展

静电纺丝是制造纳米纤维最简单的途径。介绍了静电纺丝中原料聚合物的类型、纺丝条件和纺丝技术等方面的研究成果,静电纺纤维和产品的特性及其用途。纳米纤维织物和薄膜还可以通过功能化处理或添加化学物质来扩大其在医疗、过滤领域的应用范围。     

静电纺纳米非织造材料及其应用

静电纺丝技术可制备出直径为纳米级纤维的非织造材料.本文综述了静电纺丝的发展过程、基本原理和研究现状,主要介绍了静电纺纳米非织造材料及其应用和展望.     

功能性纤维的静电纳米纺丝技术(一)

静电纺丝是目前制备纳米级纤维的一种新技术,已成为纳米技术研究领域的一个新热点.简述了静电纺丝技术制备纳米纤维的基本原理,阐述了各国研究者近年来按不同喷头类型和接收形式设计的静电纺丝装置.随着纳米技术的不断发展,静电纺纳米纤维应用越趋广泛,重点介绍了目前静电纺纤维在生物和医学、过滤、纺织品、传感器、自清洁和催化载体、能源与光磁等领域的应用状况.     

静电纺构筑多形貌纳米纤维空气过滤膜的研究进展

随着人们对空气质量问题的日益关注,高性能空气过滤材料逐渐成为研究热点。静电纺纳米纤维具有高比表面积、直径小、制备简单及形貌结构可控性,被认为是空气过滤领域中最具有开发潜力的材料之一。文章综述了近年来静电纺纳米纤维膜在空气过滤中的最新研究进展,系统介绍了粗糙、多孔、串珠、蛛网、褶皱、三维等结构纳米纤维的制备原理,分析和讨论了纳米纤维膜结构对过滤材料综合性能的影响,最后提出了静电纺纳米纤维膜作为空气过滤材料面临的挑战,并对其发展趋势和研究方向进行了展望,为未来制备高性能静电纺纳米纤维过滤膜提供思路。     

水溶性聚合物PVA纳米纤维基PM2.5过滤材料研究

利用多针头静电纺丝技术制备水溶性聚合物PVA纳米纤维基PM_(2.5)过滤材料,基于单因素试验及正交试验探究最佳纺丝工艺,测试其抗水解性能、红外光谱、孔径分布及过滤性能。结果表明:最佳纺丝工艺为纺丝液质量分数10%、纺丝电压30 kV、喂液速率1.0 mL/h,所得纳米纤维形貌最佳,纤维平均直径为116.99 nm、纤维直径CV值为15.09%。抗水解性能及红外光谱测试表明,与GA交联后再进行热处理能有效改善PVA的水解性。孔径分布及过滤性能测试表明,水溶性聚合物PVA纳米纤维基PM_(2.5)过滤材料是优秀的空气过滤材料,由PP纺黏布、水溶性聚合物PVA纳米纤维基PM_(2.5)过滤材料、PP纺黏布组合形成的复合过滤材料,对直径在0.3μm及以上的颗粒的过滤效率超过99%且过滤阻力仅为90 Pa,完全符合相关国家标准。     

静电纺蛋白质和多糖纳米纤维及其在食品行业的应用进展

静电纺丝技术是一种简单且有效地制备纳米纤维的方法,所得纳米纤维具有纤维直径可控、孔隙率高及比表面积大等优良特性,在生物医学、过滤材料、传感器、酶固定化及食品包装等领域具有良好的应用前景。应用于食品行业的电纺纳米纤维必须生物相容性好、毒性低且可生物降解,故目前常采用蛋白质和多糖等天然聚合物进行静电纺丝。本文主要综述了含蛋白质(大豆分离蛋白、玉米醇溶蛋白、乳清蛋白等)或多糖(壳聚糖、透明质酸、淀粉、普鲁兰多糖等)电纺纳米纤维的制备过程、电纺过程中各主要因素对纤维形貌的影响,所得纳米纤维的特性及其在食品行业,包括抗菌保鲜、抗氧化和控制释放等方面的潜在应用,并展望了静电纺蛋白质和多糖纳米纤维未来的研究方向。     

静电纺丝非织造过滤材料研究进展

静电纺丝作为获得纳米纤维最简单的方式之一,凭借其较高的孔隙率和比表面积,在过滤材料方面有很广泛的应用前景。简要介绍了静电纺丝过滤材料的研究状况、静电纺丝技术、过滤机理、性能测试以及纳米纤维过滤材料的应用。     

静电纺丝法制备高效空气过滤材料的研究进展

为更好地通过静电纺丝技术制备高效空气过滤材料,促进静电纺丝纳米纤维膜在高效空气过滤领域的产业化应用,全面综述了近年来国内外关于静电纺丝技术制备高效低阻和功能型高效空气过滤材料的最新研究成果。对具有球状、纳米蛛网结构的三维立体高效低阻滤材、驻极体增强高效低阻滤材,以及具有耐高温、抗菌和可降解特性的功能型滤材进行了重点介绍,并回顾了其研究进展,分析和讨论了现有研究中存在的问题和不足。认为静电纺丝纳米纤维膜具有生产工艺简单高效、结构可控、分离精度高、适用性广泛等显著优势,在高效空气过滤领域的发展和应用前景十分广阔。     

静电纺醋酸纳米纤维及其应用研究现状

介绍了合成醋酸纤维的原料——纤维素的来源及其改性研究状况;阐述了醋酸纤维素静电纺丝技术的研究进展以及对静电纺醋酸纳米纤维在过滤、药物载体、香烟滤嘴、太阳能电池和相变材料等方面的应用研究状况。     

静电纺/针刺复合材料的制备及其过滤性能研究

以聚丙烯腈(PAN)为原料,通过静电纺丝制备PAN纳米纤维并沉积在聚丙烯(PP)针刺非织造材料的表面,制备成静电纺/针刺复合过滤材料。对复合过滤材料结构、纤维直径及过滤性能进行测试。结果表明:当PAN纺丝液质量分数为12%,纺丝电压15 kV,接收距离6.1 cm,溶液流速1 mL/h,接收时间1 h时,复合过滤材料的过滤效率可达到95.57%,而呼吸阻力仅为3.8 mm H_2O,可用于制备高效低阻空气过滤材料。     

静电纺芳纶纳米纤维膜的制备及其过滤性能

为获得高效低阻的过滤材料，以间位芳纶为原料，采用静电纺丝的方法，通过对纺丝溶液和纺丝工艺的优化制备芳纶纳米纤维空气过滤材料，并研究纳米纤维的形貌和直径、纳米纤维膜的过滤性能和热稳定性能。结果表明：当纺丝溶液溶质的质量浓度为8%、纺丝电压20 kV、进液流量0.3 mL/h、接收距离15 cm时，可制备得到纤维平均直径约为50 nm的纳米芳纶纤维过滤材料；当纺丝时间为5 h时，其过滤效率可达到99.5%,阻力仅为123.8 Pa,去除静电处理后过滤效率依然可以达到89.4%。此外，制备的芳纶纳米纤维过滤材料具有优良的热稳定性和尺寸稳定性，在耐高温高效过滤领域具有应用前景。     

用作过滤材料的静电纺纳米纤维的研究现状

综述了用作过滤材料的静电纺纳米纤维的国内外研究和使用现状。静电纺丝为新型高效过滤材料的开发提供了一种新的途径。静电纺纳米纤维的比表面积大,其所构成的纤维毡孔隙率高,且内部孔隙连通性好,容易与纳米级粒子结合,非常适合用作过滤分离材料。     

纳米纤维非织造过滤材料

介绍了纳米纤维过滤材料的特点及其用途;讨论了聚合物用静电纺进行纺丝,制作纳米纤维和纳米纤维网的过程,并讨论了纳米纤维过滤网的物理结构特点。     

静电纺丝技术及其研究进展

静电纺丝是目前唯一能够直接、连续制备聚合物纳米纤维的方法。概述了静电纺丝技术及其发展历程,静电纺丝射流的稳态和非稳态的研究成果。介绍了静电纺丝机、静电纺丝技术的新进展及静电纺纳米纤维膜的应用。最后指出静电纺丝的研究方向。     

溶液喷射纺丝技术的基本原理及其纤维应用

溶液喷射纺丝技术是制备纳米纤维的新方法,可以大规模生产微纳米级别的纤维。文章介绍了溶液喷射纺丝技术的基础研究以及纳米纤维应用方面的研究进展,讨论了溶液喷射纺纳米纤维的结构与力学性能,并与静电纺丝制备的纳米纤维进行了对比,最后介绍了溶液喷射纺纳米纤维在生物医用和环保领域的应用。     

基于机织格栅的三维复合耐高温过滤材料的开发

以芳砜纶为原料,在芳砜纶机织格栅上复合静电纺芳砜纶纳米纤维,获得增强三维复合过滤材料.通过扫描电镜、红外光谱仪、X-衍射仪、热分析仪以及电子织物强力仪等仪器对复合过滤材料的结构及其性能进行测定.结果表明:纳米纤维层与机织格栅相互嵌合成三维复合过滤材料;静电纺丝法可制备连续、均匀、无珠状物并含有大量孔隙的芳砜纶纳米纤维;...