共轭静电纺氧化锆纳米纤维纱线的制备

使用乙酸锆溶液作为原料,硝酸钇作为相稳定剂,聚乙烯吡咯烷酮作为纺丝助剂制备前驱体纺丝液,采用自组装共轭静电纺丝设备制备出了连续、均匀的氧化锆前驱体纳米纤维纱线,经过合理的高温热处理得到形貌良好、性能稳定的氧化锆纳米纤维纱线.通过控制单一变量的实验方法分别探究电压、推注、加捻装置转速和针头角度对纱线的影响,确定了最佳的共轭电纺工艺参数.结果显示在25℃,湿度为30％条件下,纺丝电压为22 kV,推注量为0.4 ml/h,接收装置喇叭转速为30 r/min,针头角度为45°时为最佳纺纱工艺参数.通过扫描电镜观察到氧化锆纳米纤维纱线的尺寸均匀,纤维取向良好,纤维直径达500 nm.通过傅里叶红外光谱和X射线衍射验证氧化锆的结构和化学稳定性,纱线的抗拉伸断裂力学性能达到2.7 MP a.     

基于纳米纤维柔性摩擦发电机的制备

采用静电纺丝技术分别制备尼龙(PA66)纳米纤维、聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维膜作为摩擦发电的正极、负极材料,选择铜箔胶带作为纳米纤维的接收装置,同时作为摩擦发电机的导电电极材料,对其表面形貌与电信号输出性能进行表征测试。结果显示,PA66纳米纤维的直径小,大多为150～250 nm; PVDF纳米纤维的直径较粗,大多为200～300 nm。由PA66纳米纤维膜与PVDF纳米纤维膜制得的摩擦发电机的最大输出电流为0. 2μA,最大输出电压为60 V,可点亮普通商用LED灯泡。