壳聚糖/PVA乙酸体系的静电纺丝实践

以乙酸为溶剂溶解壳聚糖,与适量PVA(聚乙烯醇)混合制得复合纺丝液,测量复合溶液的表面张力、电导率、黏度等参数,用来表征溶液性能。通过静电纺丝法得到纳米纤维,采用扫描电子显微镜观察纤维的表面形貌。结果表明:未添加PVA的壳聚糖乙酸体系静电纺丝困难,纺丝过程中串珠较多。将配制的壳聚糖质量分数为1%的壳聚糖/乙酸溶液与10%PVA水溶液分别以5∶5、3∶7的比例混合,在纺丝电压20 kV,溶液流速0.5 mL/h,接收距离20 cm的处理条件下,可获得直径分别为61、118 nm的纳米纤维网。     

高效无针静电纺丝研究进展

静电纺丝纳米纤维具有优越性能,在众多领域均有应用价值。由于传统针式静电纺丝效率较低,电纺纳米纤维并未在实际中得到应用。无针静电纺丝作为一种新型电纺方式,具有较高的纳米纤维生产效率。本文主要介绍近年来无针静电纺丝技术的研究进展。     

聚乙烯醇/海藻酸钠共混液的静电纺丝

由于纯海藻酸钠难以用于静电纺丝,研究了聚乙烯醇（PVA）与海藻酸钠共混溶液的静电纺丝工艺。将8％的PVA水溶液与2％的海藻酸钠水溶液分别以体积比9：1、8：2、7：2,6：4、5：5的比例混合。结果表明：共混溶液体积比为6：4时纺丝效果较好,纤维膜成形良好,直径分布均匀,为80—110nm。经氯化钙交联后,纤维膜抗水解能力、断裂伸长和断裂强力提高,断裂强力增加了98．5％,断裂伸长提高了104．3％。     

纤维素/PVA再生纤维静电纺丝影响因素

以废旧涤棉混纺面料为原料,采用离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([Amim]Cl)对含棉成分进行溶解回收,将得到的纤维素粉末与聚乙烯醇(PVA)、氯化钠(NaCl)配成纺丝液,用静电纺丝法制备出纳米纤维素纤维。通过发射扫描电镜进行观察并分析,研究接收板距离、推进压力、NaCl用量对纺丝效果的影响。结果表明:随着接收距离、NaCl用量的增加,纤维直径明显减小;随着推进压力的增大,纤维直径明显增大。     

静电纺丝法制备羊毛角蛋白/PVA再生纤维

本文以废旧毛涤混纺面料为原料,采用还原C法提取出角蛋白,将角蛋白、PVA、Na Cl配成纺丝液,采用静电纺丝方法制备出纳米级的角蛋白/PVA再生纤维。对所纺纤维进行扫描电镜观察,分析了纺丝液浓度、角蛋白与PVA质量比及电压对纺丝效果的影响,并确定出合理的纺丝工艺参数。     

羊毛角蛋白/PVA再生纤维静电纺丝影响因素

以废旧毛/涤混纺面料为原料,采用还原C法提取出角蛋白,将其与聚乙烯醇(PVA)共混,用静电纺丝法制备出再生化纤维;通过场发射扫描电镜观察与分析,研究接收距离和推进压力对纺丝效果的影响。结果表明:随着接收距离增大,所纺纤维直径变细;推进压力增大,所纺纤维直径明显增大,若推进压力过大,纤维出现弯曲并且直径增大;确定出了最佳接收距离为14 cm,推进压力为0.4 MPa。     

木质素/聚丙烯酸酯共混体系的静电纺丝研究

采用乙酸木质素（AAL）/聚丙烯酸酯/N,N-二甲基甲酰胺（DMF）体系进行静电纺丝制备了AAL/聚丙烯酸酯复合纳米纤维。考察了AAL与聚丙烯酸酯配比、AAL与聚丙烯酸酯共混溶液浓度以及操作参数（电压、推速、极距）对电纺纤维形貌和直径的影响。结果表明：随着木质素比例的增大,纤维出现断头和串珠;浓度对纤维直径及结构均有较大影响,随着纺丝液浓度的增大,纤维由珠状结构变为平滑纤维,平均直径逐渐增大;电压对直径影响不大,随着电压的增大纤维的珠状结构消失;随着挤出速度的增大,电纺纤维直径逐渐增大;随着极距的增大,纤维直径减小但出现珠状结构。     

再生丝素蛋白水溶液静电纺丝成形原理探讨

运用静电纺丝方法,从再生蚕丝素蛋白水溶液中制得了圆形的具有光滑表面的超细再生丝,WAXD测试结果发现该纤维中含有结晶结构,但其结构既不同于无定形丝素膜,也不同于天然蚕丝纤维。而丝素蛋白分子在静电纺丝过程中已经受了相当高的拉伸,这表明即使在这样的条件下也无法得到结构和天然蚕丝一样的纤维,也暗示着单纯的拉伸并不能使丝素蛋白分子完成从无定形向β-折叠结构的转换。要完成从无定形向β-折叠结构的转换,还需有其他条件协同。     

静电纺丝制备PEI/PVA超细纤维负载纳米铑杂化材料的研究

利用NaBH4作为还原剂,表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)为稳定剂,还原RhCl3水溶液制备铑纳米颗粒,并用透射电镜(TEM)研究了铑纳米颗粒的形貌.通过静电纺丝技术制备了PEI/PVA纳米纤维,并用戊二醛作为交联剂使之交联以提高其耐水性.然后在交联过的PEI/PVA纤维膜上负载铑纳米颗粒;利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)对PEI/PVA以及Rh/PEI/PVA薄膜进行了表征.结果表明:利用静电纺丝技术和复合技术可以制备PEI/PVA超细纤维负载纳米铑的杂化材料.     

海藻酸钠/羧甲基纤维素钠纺丝溶液的流变性能研究

采用毛细管流变仪测定海藻酸钠/羧甲基纤维素钠纺丝溶液的流变性能,结果表明:海藻酸钠/羧甲基纤维素钠纺丝溶液是"切力变稀"流体,随着剪切速率的增加,纺丝液的表观粘度ηa下降.纺丝液中CMC的含量和温度影响纺丝液的流变行为,纺丝液的表观粘度ηa和结构粘度指数△η随羧甲基纤维素钠含量的降低和纺丝液温度的升高而下降;纺丝液的非牛顿指数n随羧甲基纤维素钠含量的降低和纺丝液温度的升高而升高.因此,纺丝时应控制40℃左右的纺丝液中CMC的含量低于20%.     

基于四氢呋喃/二甲基甲酰胺的聚氨酯静电纺丝

分别将四氢呋喃（THF）和N,N-二甲基甲酰胺（DMF）按质量比3:7、4:6、5:5、6:4、7:3混合作为溶剂,并在不同质量分数、电压、接收距离下对聚氨酯溶液进行静电纺丝。结果表明：THF/DMF的质量比对聚氨酯静电纺丝纤维的形貌、直径及其均匀性有显著影响,纤维直径均匀性随THF增多而下降;随着溶液质量分数增大,纤维直径增大,纤维直径均匀性总体上呈下降趋势;电压和接收距离对纤维平均直径的影响没有明显的规律性。实验中制得了平均直径为230 nm,均匀系数为0.23,形貌也较为理想的聚氨酯静电纺丝纤维。     

静电纺丝的模式

针对现阶段存在的静电纺丝模式进行了归纳与分析,其中常规纺丝模式包括 “点-板”、“线-板”、“板-板”静电纺丝;高效纺丝模式包括“多喷头”、“无喷头”静电纺丝;特殊纺丝模式包括“同轴”、“近电场”、 “离心”静电纺丝。对各模式的纺丝特点、技术优缺点、适用性等技术进展情况进行了总结,可为静电纺丝新模式的发展提供参考。     

海藻酸钠纺丝原液的原料分析

选用2种海藻酸钠（SA）进行原料分析,以期对其纺丝提供指导。运用哈里斯外推法,通过测定计算得到2种SA的黏均分子量,分别为130 436～204 070 Da和541 636～569 846 Da;采用旋转黏度计,通过对SA溶液流变学内容的检测和推导计算表明,其流变性能符合宾汉流体的主要特征,存在“剪切变稀”的特点;对SA溶液冻干海绵进行了红外光谱分析,通过图谱计算2种不同SA长链分子中甘露糖醛酸（M）和古罗糖酸（G）残基的比例（M/G）分别为1.31（A）和1.86（B）;最后测定了SA成膜的力学性能,结果显示原料中M/G影响材料的力学性能,可能使SA材料表现出“弱而脆”或者“强而脆”的不同特性。     

二甲基亚砜/水溶液体系中氢键对静电纺淀粉纤维的影响

为探究氢键对静电纺淀粉纤维膜的影响,以二甲基亚砜/水为溶剂体系对淀粉进行溶解制备静电纺纤维膜。通过调节二甲基亚砜/水体系中含水量,诱导水分子与淀粉分子链上的羟基结合形成氢键,研究氢键对淀粉溶解及淀粉纤维成型的影响。通过扫描电子显微镜、红外光谱、差热分析、X线衍射及拉伸实验等对静电纺淀粉纤维的表面形貌、结构和力学性能进行表征。结果表明：二甲基亚砜破坏了淀粉分子中的氢键,有利于淀粉的溶解;随着二甲基亚砜/水体系中含水量的增加,水与淀粉分子链中的羟基形成了氢键。氢键的形成会对淀粉纤维产生影响,一方面,氢键的形成使得淀粉纺丝液的可纺性变差,纤维形貌变得不均一;另一方面,对于静电纺纤维膜而言,过多的水会与淀粉分子形成氢键,抑制分子链的自由移动,导致纤维膜的断裂强度提高,断裂伸长率下降。     

静电纺丝中基布的静电性能对纺丝的影响研究

静电纺纳米纤维存在分子链取向较低、强度低等缺点,这些缺点使纳米纤维毡不能单独使用,必须沉积在基布上。使用了1#铝箔、2#聚丙烯熔喷驻极非织造布、3#聚丙烯熔喷非驻极非织造布、4#聚丙烯纺粘非织造布4种不同的基布进行静电纺丝。对基布的静电性能进行测试,结果为标准情况下静电压排序为:2#>4#>3#>1#;标准情况下静电压衰减率排序为:1#>3#>4#>2#。研究同时发现纺丝过程顺畅程度由好到差及收集纤维毡产生的"小白点"由少到多的顺序均为1#>2#>3#>4#。静电纺丝采用不同的基布影响纺得的纤维均匀分布但不影响纤维的直径。     

静电纺丝制备聚酰胺/石墨烯复合纤维

利用静电纺丝方法制备聚酰胺(PA)/石墨烯(GO)复合纤维,研究了氧化石墨烯掺杂量、纺丝液质量分数、纺丝电压、纤维接受距离、推进速率等工艺参数对纤维形貌的影响。研究表明,最佳的纺丝工艺条件为:PA质量分数21%(1.5%GO),纺丝电压23.8 kV,接受距离16 cm,推进速率3.6 mm/h。GO的掺杂会改善PA纤维的力学性能和抗紫外性能。当薄膜GO质量分数为1.5%时,其杨氏模量从5 768 MPa提高到8 088 MPa;薄膜GO质量分数为2%时,薄膜UPF值超过30,具有较好的抗紫外效果。     

静电纺丝素/壳聚糖纳米纤维的研究

以质量分数为98％的甲酸为溶剂．丝素和壳聚糖以不同质量分数及比例共混制备纺丝液进行静电纺丝,并用扫描电镜观察其形态结构。结果表明：与丝素和壳聚糖溶液质量比为70／30．两者质量分数分别为13%～17％和3%～5%时,都能获得连续纤维;当丝素和壳聚糖溶液质量分数分别为17％和4%,两者质量比高于50/50时．均能静电纺得连续纤维,纤维直径随壳聚糖含量的增加而减小．减小质量比低于50／50时,制成的纳米纤维中含有壳聚糖颗粒。采用红外光谱法测定了丝素,壳聚糖纳米纤维的结构,结果表明：壳聚糖与丝素之间有相互作用,经乙醇处理促进了丝素构象转变为β结构。     

静电纺丝技术的最新进展

静电纺丝技术主要用于纳米纤维的生产。早在1934年,Formhals就在其专利中报道了该项技术。最近几年,研究者们将静电纺丝技术应用于如生物多聚体、工程塑料、导电聚合物、嵌段聚合物、陶瓷和复合原料的纳米纤维生产,得到可控直径的纳米纤维。通过改变纳米纤维之间的排列与堆积方式,可以得到各种复合材料。排列整齐的纳米纤维可用于复合材料、结构增强体、电化学传感材料、骨架和组织工程材料的制造。静电纺纳米纤维膜具有比表面积大、孔隙率高等特点,适合做化学吸附材料和军用、民用的过滤材料。     

天然高分子的静电纺丝

静电纺丝技术是一种直接且相对容易的纳米纤维制备方法.文章综述了天然高分子的静电纺丝,该技术通常采用有机溶剂制备纺丝液,如采用六氟丙醇、六氟丙酮及三氟乙酸等.天然高分子常规纺丝法所得纤维的直径通常在几微米至几十微米之间,而静电纺丝得到纤维直径在微米以下,甚至在纳米范围,大大低于常规纺丝法.静电纺丝的天然高分子纤维无纺织物在外伤敷料、组织工程支架和药物释放系统等医学领域具有许多潜在用途.