水溶性聚乙烯醇纳米纤维毡的制备与表征

采用静电纺丝技术制备了聚乙烯醇(PVA)纳米纤维毡,主要考察了纺丝液浓度和纺丝电压对静电纺纤维形成及其微观形貌的影响。实验结果表明:纺丝液的浓度对纤维的形成和形貌起着决定性作用,随着PVA质量分数的增加,在纺丝过程中纺丝液逐渐从液滴转变为均匀的纤维,纤维直径逐渐增加,当纺丝液的PVA质量分数为6%时,纤维形貌最佳;随着纺丝电压的提高,纤维平均直径先是有一定程度的降低,但随后降低幅度变得很小。通过实验确定了制备PVA纳米纤维毡的最佳工艺为:纺丝液的PVA质量分数6%,纺丝电压18kV,接收距离11cm,挤出速度0.5ml/h。     

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。     

静电纺再生丝素蛋白纳米纤维膜的工艺及性能

以甲酸为溶剂,利用静电纺丝法制备了再生丝素蛋白纳米纤维膜,系统地研究了纺丝液质量分数,纺丝电压、纺丝液流速及接收距离对纤维形貌和直径的影响.结果表明,在制备直径250 nm以下、表面光滑且均匀的纤维时,纺丝液质量分数和电压是影响纤维形貌和直径的2个主要因素,且体积分数90%乙醇溶液处理能促进丝素蛋白纤维的结构从无规卷曲...     

基于废弃毛纺织物的抗菌复合纳米纤维膜的制备及性能

为制备抗菌性好、安全、成本低且性能稳定的纳米纤维,采用碱溶解-等电点沉淀法从废弃羊毛中提取角蛋白多肽链段(WK),以铜离子(Cu)为抗菌剂,加入聚乙烯醇(PVA)共纺,采用静电纺丝法制备PVA/WK/Cu纳米纤维膜。利用正交试验选出形态最佳的PVA/WK纳米纤维,再添加不同含量的铜离子进行性能测试分析。试验结果表明：当聚乙烯醇质量分数为8%,角蛋白质量分数为20%时,制备的PVA/WK纳米纤维光滑均匀。铜离子的加入对纤维平均直径影响较小,但对纤维均匀程度影响较大。红外光谱曲线发生变化的原因是受角蛋白与PVA氢键结合以及铜离子与角蛋白和PVA形成配位键的影响。由TG-DSC结果得出,角蛋白的加入在一定程度上提高了纳米纤维膜的热稳定性。对金黄色葡萄球菌进行琼脂平皿扩散法测试,纤维膜表现出良好的抗菌性能。     

静电纺壳寡糖-月桂酸共聚物/聚乙烯醇蓄热调温纳米纤维工艺优化

为了制备具有抗菌、蓄热调温双重功能的纳米纤维膜,采用接枝聚合方法制备了壳寡糖-月桂酸接枝共聚物(COS-LA),并添加到静电纺丝溶液中,制备了聚乙烯醇(PVA)/COS-LA纳米纤维膜。通过傅里叶变化红外光谱、扫描电镜、差示扫描量热法表征COS-LA共聚物、纳米纤维膜的表面形貌、化学结构及热性能。结果表明：壳寡糖与月桂酸接枝成功,PVA/COS-LA复合纺丝溶液可纺性良好,制备的PVA/COS-LA纳米纤维直径均匀,分布规整;当共聚物COS-LA质量分数为8%时,纳米纤维膜蓄热调温性能较好,热吸收峰区间为37.65℃～51.25℃,热焓值为29.14 J/g。     

非离子表面活性剂对壳聚糖静电纺丝的影响

以三氟乙酸为溶剂,采用静电纺丝法制备了纯壳聚糖纳米纤维。采用扫描电镜观察纤维的形态,分析纺丝液质量分数及非离子表面活性剂TX-15对纤维形态的影响。研究发现：壳聚糖溶液体系的适纺质量分数范围为3%~6%;通过显著性检验得出纺丝液质量分数对纤维直径有显著性影响;通过添加非离子型表面活性剂TX-15可改善纺丝液的可纺性,质量分数为5%的纺丝液添加质量分数为2.5%的TX-15得到的壳聚糖纳米纤维形态比较好。     

PVA负载中药纳米纤维的制备及空气过滤应用

口罩是重要的个人防护用品,现有口罩多采用无纺布材料,存在滤效低、功能单一等缺陷。纳米纤维具有比表面积大、纤维直径细、孔隙率高等优点。利用静电纺丝技术制备聚乙烯醇(PVA)中药缓释纳米纤维,并对其性能进行测试表征。结果显示:当中药质量分数为10%(PVA质量分数为8%)时,纤维形貌规整,分布均匀,平均直径为227 nm。此时PVA中药缓释纳米纤维膜的断裂强力为4.32 MPa、断裂伸长率为32.53%、面密度为1.286 g/m2。将此纳米纤维膜与15 g/m2的无纺布复合后的过滤效率和过滤阻力分别为94.68%和44.04 Pa。     

羊毛角蛋白与PVA复合纤维膜的制备及其在医用口罩滤芯中的应用

对大量废弃的羊毛纺织品进行回收利用，提取角蛋白并将其与聚乙烯醇(PVA)制备成复合纤维膜，应用于医用口罩滤芯材料中。采用酸/碱等电点沉淀法制备羊毛角蛋白，离心提纯后与不同浓度的PVA共混配置纺丝溶液，利用静电纺丝法在医用口罩基底材料上喷制角蛋白/PVA纳米纤维膜。分别对试样进行电镜、红外光谱和粉尘过滤测试分析并比较不同角蛋白与PVA质量分数下纤维膜的物化性能差异。电镜实验结果表明：角蛋白质量分数一定时，当PVA质量分数越高，制备的纤维直径随之变大；PVA溶液质量分数一定时，随着角蛋白质量分数的提高，制备的纳米纤维的直径变小。红外光谱测试显示角蛋白与PVA通过氢键稳定的结合在一起。接触角测试显示加入角蛋白后能明显改善滤芯材料的亲水性。空气过滤效率测试表明，当PVA溶液质量分数为6%,角蛋白与PVA比为30∶70时，过滤效率最高，可达97.17%。     

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。     

含银PA6纳米纤维的直径分布及其抗静电性能

为了研究含银聚酰胺6（PA6）纳米纤维的直径分布和性能,采用静电纺丝技术,制备不同含银量的PA6纳米纤维毡。利用扫描电镜（SEM）及相关软件,分析纳米纤维直径分布及形态,在银溶胶质量分数0.1%～0.4%、纺丝液质量分数10%～16%的实验范围内,纳米纤维平均直径为70～90nm;纳米纤维直径随银溶胶质量分数的增加而减小、随纺丝液质量分数增多而增大。透射电镜（TEM）分析表明：纳米银在纤维中分布均匀,状态呈圆形或椭圆形。纳米银颗粒平均直径为11.9nm,所有颗粒沿纤维的中轴线排列,部分呈椭圆形颗粒长轴与纤维轴向一致。随银溶胶质量分数的升高,抗静电性能提高。     

PVA/SS复合纳米纤维的形态研究

以去离子水为溶剂,配制聚乙烯醇(PVA)和丝胶(SS)质量分数不同的PVA/SS共混液,并采用静电纺丝技术纺制PVA/SS复合纳米纤维膜。研究PVA/SS复合纳米纤维的表面形貌和直径,发现:当PVA质量分数在6.0%～10.0%,PVA与SS质量比不小于1时,都能纺制出PVA/SS复合纳米纤维。该研究结果有利于将废旧丝胶再生制成功能性新材料。     

聚乙烯醇电纺膜/PP纺黏布复合过滤材料的制备

利用静电纺丝技术制备聚乙烯醇/淀粉(PVA/SS)纳米纤维膜,再将其与PP纺黏布复合。通过SEM和FTIR表征纤维表面形貌和分子结构,探究PVA/SS纳米纤维膜的最优纺丝工艺参数,并测试PVA/SS纳米纤维膜的抗水解性能及PVA/SS/PP复合膜的过滤性能。结果表明,当纺丝液质量分数为11%、PVA/SS质量比为3∶1、纺丝电压为30 kV、喂液速率为0.8 mL/h、接收距离为19 cm时,纤维表面形貌最优,经160℃热处理的PVA/SS纳米纤维膜的抗水解性能优异。采用最优工艺参数纺制的PVA/SS纳米纤维膜的孔径分布在378.00～742.00 nm,平均孔径为689.00 nm。PVA/SS/PP复合膜对直径大于0.3μm的细微颗粒的过滤效率最高可达到99.363%,过滤阻力为137 Pa,低于相关国家标准的规定。     

海藻酸钠/PVA水溶液体系的无针静电纺丝

以去离子水为溶剂,分别配制质量分数为2%的海藻酸钠溶液和8%的聚乙烯醇(PVA)溶液,将两种溶液分别以体积比5∶5、4∶6、3∶7、2∶8、1∶9均匀混合,并测试混合溶液的粘度、电导率、表面张力等参数。通过无针静电纺丝法制得纳米纤维,采用扫描电子显微镜观察纳米纤维表面形貌。结果表明:共混液电导率、粘度都随海藻酸钠的增加而增加。海藻酸钠和PVA溶液体积比为5∶5时,纺丝效果较好,纤维膜成形良好,纤维直径分布均匀,为100~210 nm。     

聚氨酯抗菌纳米纤维及其空气过滤性能

利用静电纺丝技术,在纺丝液中添加纳米银粒子,制备具有抗菌功能的聚氨酯(PU)纳米纤维膜,并分析了纺丝液配比及纺丝工艺等对纳米纤维膜结构和性能的影响。结果表明:当PU质量分数为14%,氯化锂(LiCl)质量分数为0.3%,纳米银粒子质量分数为0.1%时,纳米纤维形貌较均匀,纤维平均直径最小,为171 nm,纤维膜具有较强的抗菌性。此外,还探讨了不同走布速度下纳米纤维膜的过滤性能,当走布速度为0.18 m/min时,纳米纤维膜过滤效率达到最大,过滤效率为86.32%,过滤阻力为25.93 Pa。     

静电纺聚乳酸纤维毡的微观结构及力学行为

通过静电纺丝可以制备由直径为数微米的聚乳酸纤维构成的多孔状材料。在确定纺丝工艺条件的基础上,分析接收基底对PLA纤维毡微观结构和力学性能的影响。研究结果表明:质量分数为11%的聚乳酸/二氯甲烷溶液可以利用静电纺纺出连续光滑且比较均匀的纤维;当以纳米级的静电纺丝素或锦纶纤维毡为基底时,可以使PLA纤维的分布均匀化,同时纤维的直径下降;经过复合后,PLA复合纤维毡承受负荷的能力得到了很大提高。     

空气过滤用聚丙烯腈静电纺纤维膜的制备及其性能

为开发用于空气过滤的纳米纤维,采用静电纺丝技术制备了聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜,探讨了其纺丝液质量分数及纺丝电压对所纺纤维微观形貌的影响,同时研究了纤维膜厚度对过滤效率和压降的影响。实验结果表明:PAN纺丝液质量分数为12%,纺丝电压为20 k V时,所得纤维粗细均匀,平均直径为230 nm;当纤维膜厚度由18μm增至35μm时,过滤压降则由121.93 Pa升至591.75 Pa,而过滤效率由81.78%升至99.24%。对过滤性能较好的纤维膜分别进行力学性能和泡压法滤膜孔径测试,测得此纤维膜的弹性模量为223.67 MPa,断裂伸长率为51.96%,拉伸断裂应力为5.93 MPa,拉伸强度为7.77 MPa,拉伸屈服应力为2.79 MPa,平均孔径为2.064 3μm。     

PVA/茚三酮纳米纤维膜的制备及指纹识别的应用

以PVA为原料,采用无针静电纺丝方法,考察了PVA、PVA/茚三酮复合溶液的可纺性,制备具有指纹识别功能的PVA/茚三酮纳米纤维膜。SEM分析表明,8%的PVA水溶液、8%PVA/5%茚三酮复合溶液的可纺性较好,纳米纤维直径分布均匀,纤维细密连续,堆积成三维网状结构。制备的PVA/茚三酮纳米纤维膜在温度60℃～70℃、相对湿度70%～80%的条件下,利用茚三酮与氨基酸特殊的显色反应,1 min之内即可迅速显示出纳米纤维膜上收集的潜在指纹。指纹脊线区颜色变为紫色,与原来膜的颜色形成强烈对比,指纹脊线清晰。     

静电纺丝法制备氧化石墨烯/聚偏氟乙烯复合纳米纤维

采用静电纺丝法,添加不同质量分数的氧化石墨烯(GO)制备GO/聚偏氟乙烯(GO/PVDF)复合纳米纤维。利用扫描电子显微镜对复合纳米纤维的微观结构进行观察,并计算纤维的平均直径和标准偏差。结果表明,添加GO时,所纺纤维的表面粗糙度明显增加,纤维表面不光滑,凹凸不平;随着GO质量分数的增加,纤维的平均直径增大,直径标准差变化不显著;当GO的质量分数过高时,纤维无法成型。     

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。     

双针头连续水浴静电纺的电场模拟及其纳米纤维包芯纱结构

为研究电场变化对皮芯结构纳米纤维包芯纱结构的影响，通过双针头连续水浴静电纺丝法制备了以涤纶长丝为芯纱，锦纶纳米纤维为包覆层，兼具纳米纤维特性和传统纱线力学性能的纳米纤维包芯纱。通过有限元分析软件ANSYS模拟其电场分布，探究了2个针头针尖间距对电场分布及纳米纤维包芯纱结构的影响。结果表明：静电纺丝最大电场强度出现在针尖处，随着针尖间距的增大，电场强度峰值呈现先增大后减小再增大的趋势；当针尖间距为20 mm时，纳米纤维间的黏结较多；随着针尖间距的增大，纳米纤维的形貌更加均匀光滑，其直径呈减小趋势，在针尖间距为80 mm时达到最小值(74.43±10.79) nm;当针尖间距从20 mm增加到60 mm时，纳米纤维包芯纱的孔隙率从20.27%提高到44.08%。