激光熔体静电纺丝研究进展

简述了静电纺丝法的发展历程及研究概况,比较了溶液静电纺丝法和熔体静电纺丝法的优缺点;详细介绍了激光熔体静电纺丝法的优势,总结了目前激光熔体静电纺丝法制备聚合物及复合物微纳米纤维的工艺条件如激光输出功率、应用电压以及聚合物的物理性质等对纤维直径的影响;简要介绍了线激光熔体静电纺丝装置;指出目前激光熔体静电纺丝法制得的多为...     

熔体静电纺丝直写技术在组织工程中的应用进展

熔体静电纺丝直写技术以其纤维直径、沉积形貌可控性高及无溶剂残留等优势,为高强度复杂形貌可控仿生组织工程（TE）支架的制备提供了巨大的空间,成为近年来的研究热点。本文首先简述了熔体静电纺丝直写技术相对于各类其他TE支架制备方法的优势;其次从工艺调控方面综述了熔体静电纺丝直写技术的工艺研究进展,并总结了实现复杂可控形貌TE支架的调控方法;随后从支架材料、形貌表征和细胞培养效果等方面综述了熔体静电纺丝直写技术的TE应用进展,并概括了该技术制备的TE拓扑结构支架的种类及特点;最后指出熔体静电纺丝直写技术具有广阔的研究前景,且该技术应以制备仿生、材料多样化以及复合支架为研究重点。     

超支化聚合物在熔体静电纺丝中的应用

采用不同分子量、不同含量的超支化聚酯对聚丙烯进行改性,研究超支化聚合物对聚丙烯熔体电纺纤维直径的影响.结果表明:超支化聚酯可以显著降低聚丙烯纤维直径,不同分子量的超支化聚合物对聚丙烯纤维直径影响有较大差异,当加入8份超支化聚酯H203(相对于质量为100份的聚丙烯)时,聚丙烯纤维直径可达到1～2μm,且分布均匀.     

无针熔体静电纺丝的研究进展

无针熔体静电纺丝由于其不使用溶剂,并且有很高的纺丝效率,是目前纳米纤维绿色批量化制备的一种有效的工艺路线。介绍了无针熔体静电纺丝基本原理、工艺特点及研究的重难点,概述了国内外关于无针熔体静电纺丝的装置及工艺研究,并介绍了笔者团队的熔体微分静电纺丝技术,最后提出了几点对未来无针熔体静电纺丝研究重点的看法。以期增进对无针熔体静电纺丝在超细纤维绿色批量化制造的认识,并在此基础上有装置、工艺或理论上的新认识。     

毛细管熔体静电纺丝法制备热塑性聚氨酯纤维

由于热塑性聚氨酯具有耐磨性、抗凝血性、生物相容性较好及价格低廉等特点,聚氨酯纤维具有较高的断裂伸长率及良好的塑性变形能力,被广泛应用于服装、组织支架、伤口敷料等领域.熔体静电纺丝法具有无有毒溶剂残留、易产业化等特点.文章通过分析热塑性聚氨酯的可纺性,并利用自主产权的熔体毛细管静电纺丝设备对制备热塑性聚氨酯超细纤维的最佳...     

熔体静电纺丝的工艺条件对纺丝纤维直径的影响

主要研究纺丝温度、纺丝电压、接收距离等参数对聚丙烯(PP)熔体静电纺丝纤维直径的影响。采用了只变一个参数,其它参数固定的常规实验方法。在实验条件范围内,随着纺丝温度的升高,纤维的平均直径逐渐减小,得到PP的最佳纺丝温度240℃。在固定电压的情况下,得到最佳接收距离7cm。在固定接收距离的情况下,随着电压的增加,电场中的喷射流熔体受到的电场力逐渐增大,得出最佳纺丝电压35kV。     

熔体静电纺丝制备高通量微滤膜

为研制出低成本高效过滤微滤膜,对熔体静电纺丝制备的聚丙烯(PP)纤维过滤膜进行了探究,通过改变电压、风速及温度等参数对单、双电极熔体静电纺丝进行试验,得出熔体静电纺丝双电极电纺膜性能优于单电极电纺膜的结论。采用熔体静电纺丝双电极装置制备出平均纤维直径2μm的过滤膜,验证了采用熔体静电纺丝制备高通量过滤膜的可行性,通过对比得出熔体电纺过滤膜的纯水通量是市售孔径0.45μm PP过滤膜的5倍之多,且对大于其纤维直径的微粒的截留率高达95%以上,力学性能好,可用作预过滤膜对污水进行预处理。     

典型材料的熔体静电纺丝研究

采用自制的熔体静电纺丝设备,针对工业上常用于纤维制造的几种典型材料[聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)],分别进行熔体静电纺丝研究,并成功制得性能较好的纤维。通过大量实验发现,PA6纺丝前需要彻底的干燥,并且干燥温度最好低于130℃;PET对温度敏感,是很好的纺丝原料;PLA很容易降解,应尽量避免高温加工(230℃以下为宜);PCL粘度很大,纺丝纤维极易粘连,不适合直接用于熔体的静电纺丝。     

静电纺丝技术及其在水处理中的应用

根据静电纺丝采用的聚合物原料的类型、静电纺丝制备的纳米纤维的特殊结构的种类、制备有序排列的纳米纤维的方法以及制备三维结构纳米纤维的进展4方面对静电纺丝技术进行了叙述,归纳了静电纺丝技术在水处理中微粒物质的、重金属污染物的去除和污染物检测方面的应用.认为目前限制静电纺丝技术发展有2个主要问题,即没有明确的理论指导,一些原理尚未搞清;制备的纳米纤维产量低下,难以工程化、规模化.     

静电纺丝技术及其应用

静电纺丝是一种新技术,它可制备出直径为纳米级的丝,最小直径可至1纳米。介绍了电纺丝制备原理、设备、影响纤维性能的主要工艺参数,综述了静电纺丝技术应用的最新进展,如制备长度无限可控的微米／纳米管子、超净纳米过滤材料等。     

点击化学及其在生物医学领域的应用研究进展

点击化学实质是指通过可靠、高效而又具选择性的化学反应来实现碳杂原子连接,从而快速合成大量新化合物的一套强大且实用的合成方法。它具有反应条件温和、产物收率高、速率快、产物易分离以及高度选择性等优点,已经成为国内外研究的热点之一。主要综述了点击化学作为一种新的合成方法在合成基因载体、药物载体、药物设计以及荧光标记领域等生物医学领域的国内外最新进展,最后对其发展前景进行了展望。     

熔体微分静电纺PBAT纤维膜的制备工艺研究

探究了聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）熔体静电纺性能,并研究了熔体微分静电纺工艺参数与PBAT纤维性能之间的关系。结果表明,随着纺丝温度的升高,纤维直径减小,纤维直径分布呈先减小后增大的趋势;随着纺丝电压的升高,纤维直径减小且分布均匀,纤维膜力学性能逐渐提高;当纺丝距离为9 cm,纺丝温度为260 ℃,纺丝电压为45 kV时,制备的纤维细度及均匀度最佳,其直径为4.31 μm,直径分布标准差为0.76,纤维膜拉伸强度为9.9 MPa、断裂伸长率为111.2 %。     

可逆偶合反应在生物医学领域的应用

分子单元的偶合和解偶过程是有机化学中最基本的反应。在中性pH的水溶液中,米氏酸(Meldrum acid)衍生物作为共轭受体,可有序地与胺类以及硫醇发生click反应;随后,通过化学引发的declick反应又可释放出原来的胺或者硫醇。该过程之所以不同于其它的交叉偶联反应,是因为共轭受体和胺加成以后改变了亲电性进而影响了顺序官能团化的活性。由于该反应条件温和,便于操作,可应用于蛋白质修饰、多组分化合物库构建以及寡聚物的合成。本文针对这一类可逆偶合反应在生物医学领域的应用作一综述。     

离子液体在静电纺丝中的应用

概述了室温离子液体的特性;介绍了离子液体在静电纺丝及其他方面的应用,详述了纤维素和聚间苯二甲酰间苯二胺的离子液体的静电纺丝;指出离子液体将成为静电纺丝非常重要的溶剂,开发能够溶解各种高聚物的离子液体,探索其溶解的高聚物的静电纺丝条件是今后的研究方向。     

静电纺丝技术在生物医用材料领域的应用

简要介绍了静电纺丝技术的基本原理及其发展历程。从组织工程支架、医用敷料、载药系统方面综述了静电纺丝纳米纤维在生物医用领域的具体应用,总结了这些领域的发展现状,展望了未来我国医用纺织材料的发展方向。指出静电纺丝技术存在可用于电纺的聚合物种类不够多、纺丝速度慢、批量工业化生产还有许多工艺技术需要完善等不足之处,但对于静电纺纳米纤维的微观形貌、直径、力学性能及材料的生物相容性的研究,已取得成效,静电纺丝仍会成为制备医用材料最为广泛的技术之一。     

Nanofibers from gas-assisted polymer melt electrospinning

The concept of a gas-assisted polymer melt electrospinning process is presented. This technique allows for reduced quenching of the melt jet in the spinning region, and thus increasing the jet attenuation rate and resulting in production of sub-micron scale fibers. A comprehensive melt electrospinning model was used to analyze the effects of the heated air stream on the polymer jet. It was found that under the investigated conditions in electrospinning of polylactic acid (PLA) melt, air drag produced an additional 10% thinning compared to the un-assisted melt electrospinning process, and the heating provided by the air stream resulted in an additional 20-fold jet thinning.     

熔体静电纺丝纤维下落过程的DPD探索模拟

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,为了深入了解熔体静电纺丝纤维下落过程中的变化情况,探索用耗散粒子动力学介观模拟方法创建了静电纺丝模拟体系,模拟出聚合物黏度对不同阶段纤维下落速度的影响,发现纤维下落速度增加到一个最大值时,又逐渐变小;还模拟了聚合物不同链长时纺丝纤维的下落形貌,发现随着链长增加,纤维下落速度逐渐减慢;最后研究了弹簧系数对下落过程中聚合物均方末端距的影响,均方末端距增加到一个最大值时,又逐渐变小。从介观模拟的角度对熔体静电纺丝纤维下落过程进行了模拟探索,对这一物理现象中的科学问题得到了更深层次的理解。     

Modeling of melt electrospinning for semi-crystalline polymers

A comprehensive model for the stable jet region in electrospinning of crystallizing polymer melts has been presented. First, the conventional flow-induced crystallization (FIC) model by Ziabicki was coupled with the non-isothermal melt electrospinning model. The modeled initial jet profiles were compared to digitized experimental images of the stable Nylon-6 melt jet near the spinneret. The final jet diameters were also compared to the average thickness of collected fibers. The results were in good agreement with the flow visualization experiments for various melt temperatures and flow rates. The modeled crystallinity predictions were also in agreement with experimental data from collected fiber mats. Then, a new FIC model that can provide microstructure information, such as crystallite number density and average size, has been proposed and validated under isothermal and non-isothermal conditions in the bulk as well as in the confined geometry of the polymer melt jet in electrospinning. Nylon-6,6 was used as the model polymer in this crystallization study, and the results are in good agreement with the widely-used Ziabicki FIC model.     

超细纤维熔体微分静电纺丝原理及设备

聚合物静电纺丝制备微纳米超细纤维的技术路线有两条：溶液法和熔体法。溶液法简单易行,但是存在溶剂污染和纤维孔洞等问题,工业化应用受到限制;熔体法无污染,纤维密实,但粘度大,纤维粗,产量低,而且设备复杂,因而研究较少。针对传统毛细管静电纺丝的不足,本文提出了聚合物熔体微分静电纺丝原理,自主研制出的5代仪器设备持续开展了一系列聚合物熔体微分静电纺丝的实验研究,所制备的超细纤维质地密实光滑,直径范围200-800nm,但喷头产量比毛细管提高2个数量级,从而为工业化应用奠定了基础。