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。     

静电纺聚乙烯醇/壳聚糖复合纤维的制备

以聚乙烯醇(PVA)和壳聚糖(CS)为原料,使用静电纺丝设备制备复合纳米纤维膜,纺丝液中CS的质量百分数最大为1.3%。探究了纺丝工艺参数对静电纺PVA/CS纳米纤维膜形态结构的影响。结果表明,在一定范围内,静电纺PVA/CS复合纳米纤维的直径随纺丝电压的增大而减小,随着纺丝距离的增大而增大,随纺丝液流量的增加而增加。通过正交试验得到优化的纺丝工艺条件:纺丝电压21kv,纺丝距离14cm,纺丝液流量0.2mL/h,所纺纤维的平均直径为128nm,纤维直径CV值为28%。     

高分子质量聚丙烯腈基碳纳米纤维的制备

为获得力学性能较好的聚丙烯腈(PAN)基实心和多孔碳纳米纤维,以自制相对分子质量30万的PAN为原料,利用静电纺丝技术制备了PAN和PAN/聚甲基丙烯酸甲酯纳米纤维,经预氧化、碳化后分别获得了新型纳米纤维。利用扫描电镜观测了纳米纤维和碳纳米纤维的表面形态,并对纳米纤维和碳纳米纤维的直径分布进行了表征。结果表明:相对分子质量为30万的PAN适宜纺丝质量分数为6%,PAN纳米纤维的平均直径为1 242 nm。在PAN纺丝液中加入PMMA后,纳米纤维的平均直径下降至519 nm,且直径分布变窄;预氧化过程中施加张力可以使碳纳米纤维保持较好的纤维形状;碳化处理后的PAN和PAN/PMMA纳米纤维的直径都明显减小,前者减小为683 nm,后者为374 nm;扫描电镜照片显示,加入PMMA后PAN碳纳米纤维呈多孔结构。     

熔体微分静电纺丝取向纳米线的制备

为获得熔体微分静电纺纳米纤维和取向纳米线,提出旋进气流辅助和辊子收集相结合的熔体微分静电纺丝工艺及装置,通过改变工艺参数可有效调控纤维细度及最终纳米线的取向度。采用扫描电子显微镜观察并测算了纤维的平均直径及取向度,采用Ｘ 射线衍射仪测试了取向纳米线的结晶度。结果表明：旋进气流速度越大,纤维直径越细,当气流速度为20 m/s 时,纤维平均直径达到500 nm;气流速度与辊子旋转线速度越接近,纳米线取向性越好;当接收辊子线速度接近旋进气流速度20 m/s 时,纳米线取向度最好,单喷头制备的数十根纳米纤维聚拢成线,此时取向纳米线的结晶度最高。     

添加剂对静电纺丝素纤维形貌与结构的影响

在再生丝素/甲酸纺丝液中加入LiBr和Na2B4O7等电解质后进行静电纺丝。采用SEM观察纤维的形貌和IR测定结构，与纯丝素电纺丝比较分析。结果表明，在质量分数为11%的丝素纺丝液中加入1%LiBr和0.8%Na2B4O7的电纺丝完全消除了珠状纤维及断头，形成细而均匀的规整纤维。电压为26kV，极距为12cm的电纺丝平均直径在120nm和139nm，最小直径为36nm和78nm，加入1%LiBr的电纺丝素β折叠构象增加。     

静电纺再生丝素纳米纤维形态结构的研究

以98％甲酸为溶剂溶解再生丝素室温干燥膜后,采用静电纺丝纺制丝素纳米纤维;采用扫描电镜观察其形态结构：研究并分析了纺丝液质量分数、电压、喷丝头到收集网的距离、纺丝管口径对纤维直径及形态的影响。结果表明：质量分数为11％-19％的纺丝液静电纺丝均能获得丝素纳米纤维,质量分数为11％、13％,电压为32kV,固化距离为7cm时,能够获得平均直径分别为91、96nm的纳米纤维：纤维直径随纺丝液质量分数的增加而增大,随电压的增大而减小,可根据纺丝液质量分数和电压选择合适的固化距离和管口径。     

PANI-DBSA对静电纺PAN纳米纤维直径的影响

在聚丙烯腈（PAN）溶液中加入不同十二烷基苯磺酸（DBSA）掺杂浓度的PANI-DBSA,将此共混体系进行静电纺丝制备纳米纤维。表征两聚合物的相容性,测试了DBSA浓度对对纺丝液导电率的影响,分析DBSA浓度对纳米纤维直径及直径分布的影响。结果表明,PANI-DBSA的氨基与PAN共聚物中的羰基之间存在氢键相互作用,使得聚合物具有良好的相容性,随着DBSA浓度的增加,共混纺丝液的电导率增大,同时纳米纤维的直径逐渐减小,纤维直径的离散度也逐渐减小,在DBSA浓度为1.1mol/L时,纤维的平均直径最小,为116nm。     

静电纺丝法制备醋酸纤维素纳米纤维工艺探究

本文以DMF为溶剂,对静电纺丝制备醋酸纤维素纳米纤维的影响因素进行探讨,研究温度、电压、浓度及接收距离对纳米纤维形貌和直径的影响,并与传统相转化法制备的醋酸纤维素膜进行了对比。结果表明:以DMF为溶剂,当纺丝液浓度为30%、电压为17.5 kV、温度为40℃、接收板距离为20cm时,可以静电纺丝制得直径200nm的纳米纤维,比相转化法制备的薄膜有更大的孔隙率,更适宜作支撑层。在本实验设定的静电纺丝基本参量范围内,醋酸纤维素溶液的浓度越大,纤维直径越大;接收距离越大,纤维直径也越大,而且容易产生纺锤状纤维;电压越大,纤维直径越小;温度对纤维直径影响不大。     

静电纺尼龙6纳米纤维的排列与最优化

以不同浓度尼龙6／甲酸溶液通过静电纺丝制得的纳米纤维毡为研究对象，确立了溶液性质、电场以及喷丝头到收集装置的距离对纤维匀度、形态和平均直径的影响。研究发现，纺制均匀尼龙6纤维的最佳聚合物溶液浓度为20wt％、电压15kV、纺丝距离8cm。描述了能够生产悬浮于两个接地圆盘之间的束状纤维的简单技术。在与电源正极相连的喷丝头和接地圆盘之间的静电场力作用下，纤维定向排列并被拉伸。改变圆盘间距离和收集时间以系统地研究尼龙6纤维的排列和密度。通过改变收集时间、电压和圆盘间距离，可以控制纤维束里的纤维根数。扫描电镜图片显示，随着圆盘间距离和收集时间的增加，纤维的定向排列程度提高。还全面回顾了使纳米纤维整齐排列的不同装置的设计。     

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。     

The effect of electrospinning parameters on the morphology of glass nanofibers

Abstract

Electrospinning of glass nanofibers, as one of the most important techniques for producing nanofibers, was the focus of the present research. This process was done using a carrying polymer in order to modify all important parameters of the process including the solution parameters, the electrospinning voltage, the electrospinning distance and feeding rate of the solution to achieve a desired nanofiber morphology. The produced nanofibers were pyrolyzed at a high temperature to remove the carrying polymer and the FTIR test approved that it was completely removed. The diameter of nanofibers and other details were investigated using SEM images and it was shown that the produced nanofibers have a finer diameter with an average of 228?nm and standard deviation of 46?nm in comparison to other works that reported 500?nm for these characteristics.     

溶液喷射纺纳米纤维制备技术及其应用进展

为进一步推广溶液喷射纺丝技术,并为该技术的研究提供理论与实践参考,综述了国内外溶液喷射纺丝技术的制备机制、基础研究及其纳米纤维应用等方面的研究进展。主要从机制、工艺研究等角度将溶液喷射纺丝技术与熔喷、静电纺丝技术进行对比,溶液纺丝技术具有原料适用性广、生产效率高等特点;从纤维形貌、结构控制等方面,阐述了通过溶液喷射纺丝新工艺开发加工制备具有特殊形态结构的纳米纤维。介绍了溶液喷射纺纳米纤维在医用、过滤、电极、隔膜等材料领域的应用,并对溶液喷射纺丝技术当前发展的不足及未来发展前景进行了总结与展望。     

芳纶/醋酸纤维素纳米纤维的制备及表征

醋酸纤维素在N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中难以进行静电纺丝,将其与芳纶溶液混合后成功制备了芳纶/醋酸纤维素纳米纤维.芳纶/醋酸纤维素混合溶液有利于静电纺丝,当芳纶与醋酸纤维素质量比大于1∶2后即可获得均匀的纳米纤维.随混合溶液中芳纶与醋酸纤维素的质量比和溶液质量分数的提高,纳米纤维中的珠状缺陷逐渐减少.芳纶/醋酸纤...     

丝素与明胶共混静电纺丝

 丝素和明胶以不同质量比共混于甲酸溶剂,将此纺丝液进行静电纺丝,并用扫描电镜观察其形态结构,分析探讨了工艺参数对其形貌和直径的影响,并与相同工艺条件下的纯丝素纳米纤维进行比较。结果表明:在丝素与明胶质量比为70∶30,纺丝液质量分数为11%,极距为13 cm,电压为22 kV的工艺条件下,静电纺纤维平均直径为83.9 nm,纤维直径分布均匀。用明胶共混不仅有利于克服低质量分数丝素纺丝液静电纺丝中出现的珠状物和断头多等问题,而且有望应用于生物组织工程中。     

静电纺丝素纳米纤维非织造膜形态结构研究

静电纺丝可获得丝素纳米级纤维,并以非织造布状排列,广泛用于细胞支架、伤口包覆及药物控释等。用甲酸溶解丝素室温干燥膜,研究了静电纺丝素纳米纤维非织造膜的形态结构,分析其影响因素。结果表明:非织造膜孔隙率为32.3%,孔径80~600 nm;纤维直径与纺丝液质量分数表现出高度显著线性关系,纤维直径随纺丝液质量分数的升高而增大;纤维直径开始随电压的增大而变小,之后变大;电场强度相同,高电压/长距离电场形成的纤维直径小。     

静电纺丝法制备木质素基纳米纤维

以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,对不同比例的乙酸木质素（AAL）与聚乙烯吡咯烷酮（PVP）混合溶液,AAL与聚丙烯酸酯（polyacrylate）混合溶液,AAL与聚乙烯醇（PVA）混合溶液三种溶液体系进行静电纺丝。用扫描电子显微镜观察了纳米纤维的表面形貌。结果表明：AAL与PVA混合溶液通过电纺不能得到纳米纤维。通过电纺可以得到直径均匀、表面光滑的AAL与PVP混合纳米纤维,AAL与聚丙烯酸酯混合纳米纤维,并且AAL含量的增加对混合纳米纤维的直径和表面形貌没有明显的影响。进而对单一AAL的静电纺丝进行了研究,分别研究了THF,DMF,乙酸等不同的溶剂体系,发现只有以乙酸为溶剂才能电纺成纤。     

同轴静电纺丝参数对聚丙烯腈中空碳纳米纤维形态与炭化收率的影响

为制备可实用聚丙烯腈（PAN）中空碳纳米纤维,考察了同轴静电场施加方式、芯层组分及芯层针头直径对PAN碳纳米纤维中空结构的稳定形成及其炭化收率的影响。实验结果表明：芯层组分会影响PAN纳米纤维壳芯结构及其碳纳米纤维中空结构的形成,静电场施加方式和芯层针头直径的影响不大。扫描电子显微镜观察结果显示,以聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）溶液或甲基硅油为芯层的PAN碳纳米纤维横截面呈明显的中空结构,以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）溶液或空气为芯层时则呈实芯结构。以PMMA溶液为芯层时,由于芯层与壳层PAN具有相同的溶剂二甲基甲酰胺却又互不相溶,因而PAN纳米纤维能稳定形成壳芯结构且壳芯界面相容性好,炭化后的PAN中空碳纳米纤维表面形态最好,中空结构较为规则,炭化收率为28%~31%。     

聚丙烯腈纳米纤维束的预氧化过程

为给高性能碳纳米纤维的预氧化制备过程提供数据参考,通过多针静电纺的方法制备具有高取向的聚丙烯腈（PAN）纳米纤维束。通过研究纳米纤维结构,探讨了预氧化温度及时间对纳米纤维的结构和性能的影响。结果表明：整个纺丝过程可以持续5h以上,纳米纤维的直径在218nm左右,同时其沿纤维束轴向的取向度达到76.52%。纳米纤维的横截面成典型的外层致密内层松软的皮芯结构。随预氧化温度或者时间的增加,脱氢、环化以及氧化反应程度提高;随温度的提高,纳米纤维的结晶度先增加后减小,其最大结晶度达到54.57%。红外光谱、X射线衍射曲线以及芳构化指数表明：预氧化温度在260℃到280℃、时间1~2h之间较为合适。     

Concept of minimum electrospinning voltage (MEV) in electrospinning of PAN–DMF system: effect of distance

Minimum electrospinning voltage (MEV), in a needle–ground plate configuration, is defined as the needle voltage at which the maximum conversion of the polymer dope into nanofibers is achieved in electrospinning. MEV is unique for a set of electrospinning parameters for a given polymer dope and the square of the MEV is directly proportional to the rate of surface formation of the nanofibers in the electrospinning process. In this study, the effect of needle to collector distance on MEV and nanofiber morphology was investigated. The diameter of the nanofibers was found to be primarily dependent on the dope properties and independent of electrospinning process parameters. However, the slope of the plot between (MEV)² and surface formation rate was found to increase with increasing needle to collector distance signifying that the resistance in electrospinning increases linearly with the distance.     

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。