内锥面喷头熔体静电纺丝工艺参数对纤维直径的影响

提出了1种批量化制备纳米纤维的熔体微分静电纺丝新装置——内锥面纺丝喷头,并研究了纺丝过程中主要的工艺参数——电场强度、熔体温度、气流速度对纤维成型过程及直径的影响。实验结果表明:随着电场强度增大,PP纤维直径减小,但电场强度过大时,内锥面喷头周向上的射流分布不均匀;随着熔体温度升高,纤维直径减小,但熔体温度过高时,不能成纤;气流辅助有助于纤维变细,且气流速度越大,纤维越细。     

东丽公司的纳米纤维制备技术

<正>超细纤维的制备最初是通过熔喷及闪纺等工艺制成无序的纤维。20世纪70年代杜邦公司采用长丝型复合纺丝技术,制得0.1 dtex(纤维直径约3μm)的麂皮型纤维材料。通过聚合物混合法制得的纤维直径可达微米级。最新的静电纺丝法制得的纤维直径分布虽大,但可达到数十纳米至数微米,而且试验装置也较简单。最新开发的熔融型静电纺     

聚乳酸静电纺/熔喷复合纤维膜的制备

用熔喷非织造布设备制备聚乳酸(PLA)熔喷非织造布,并以此作为接收基布,将PLA静电纺纤维喷覆在上面,制得PLA静电纺/熔喷复合纤维膜.对比分析了 PLA熔喷非织造布和静电纺/熔喷复合纤维膜的表观形貌、纤维直径及直径分布,测试了孔径大小及其分布、过滤效率、透气性和力学性能,得出如下结论:PLA静电纺纤维直径分布主要在2...     

无针螺旋辊式静电纺聚乙烯醇纳米纤维

为了高效制备聚乙烯醇纳米纤维,提出了一种连续批量制备纳米纤维的无针螺旋辊式静电纺丝装置,借助扫描电子显微镜对制得的纳米纤维形貌进行观察,并应用Nano Measure软件对纤维的直径及其分布进行了测量统计。结果表明:此装置可以进行纳米纤维批量化制备,工艺参数中纺丝液质量分数、纺丝距离对纤维直径影响显著,纺丝电压对纤维直径分布影响较为明显。     

静电纺/熔喷醋酸丁酸纤维素复合膜的制备及性能研究

采用熔喷法及热轧处理制备醋酸丁酸纤维素(CAB)非织造布;然后以体积比6:4的丙酮与乙酸为溶剂,通过静电纺丝制备CAB纳米纤维并沉积在熔喷CAB非织造布表面,制得静电纺/熔喷CAB复合膜;对复合膜的孔径、过滤效率和透气性进行测试.结果表明:当纺丝溶液CAB质量分数为30％,纺丝电压为18 kV,喂液速率为0.2 mL/...     

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 %。     

醋酸纤维素的熔体静电纺丝

静电纺丝是一种利用聚合物溶液或熔体在强电场作用下形成喷射流,制备连续纳米纤维的工艺。熔体法静电纺丝技术不使用溶剂,绿色环保。探索了改性醋酸纤维素(CA)的熔体静电纺丝技术,考察了不同纺丝条件如纺丝温度和纺丝电压对纤维直径的影响,并通过MFR测试、纺丝纤维XRD表征、SEM分析表征了不同纺丝实验条件下制备纤维的性能,得出醋酸纤维素在熔体温度为190℃,纺丝距离为14 cm,纺丝电压为63 k V时获得的纤维直径最小。     

酚醛基活性炭纤维静电纺丝制备的研究进展

酚醛基活性炭纤维(PACF)是由酚醛纤维经固化、炭化及活化所制成的一种孔径均匀、导电性能好、高比表面积的纤维。制备酚醛纤维的方法主要有熔融纺丝法、湿法纺丝法以及静电纺丝法等。其中静电纺丝法由于装置简单、工序较短、直径可控,可制得纳米级纤维的特点而得到广泛研究。本文根据酚醛电纺时纺丝液体系状态的不同分别介绍了溶液静电纺丝法和熔体静电纺丝法的研究进展,并对PACF的制备过程及其特点、应用领域进行了总结,最后阐述了未来发展方向。     

基于熔融纺丝PAN原丝的数值模拟研究

采用熔融纺丝制备聚丙烯腈(PAN)基碳纤维原丝,根据聚合物熔融纺丝的基本原理,选取PhanThien-Tanner微分粘弹模型,利用Polyflow软件对PAN熔融纺丝过程进行数值模拟,研究了PAN原丝制备过程的直径变化、拉伸速率分布、温度分布规律。结果表明:在距喷丝板0~10 cm处纤维直径急剧缩小,10~20 cm处开始缓慢减小,之后趋于稳定,纤维表面和纤维中心拉伸速率几乎重合,纤维中心温度一直高于表面温度,在离喷丝板2~15 cm处,纤维中心温度与表面温度之差较大,之后温差变小最终趋于0℃;数值仿真模拟可以较准确地模拟PAN熔融纺丝过程;熔融纺丝制得PAN原丝,其断裂强度能满足高性能碳纤维原丝的强度要求。     

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...     

离心静电纺丝制备异麦芽酮糖醇纤维膜

可食用膜具有可食用、可降解以及绿色无污染等特点，具有极大的市场应用价值和良好的开发前景。利用熔体微分离心静电纺丝法制备可食用的异麦芽酮糖醇纤维膜，通过正交实验探究工艺参数对纤维形貌及吸湿保水性能的影响。结果表明，离心盘转速对纤维平均直径、纤维膜吸湿性影响较大，纺丝电压对纤维直径均匀性、纤维膜保水性影响较大。当纺丝温度为150℃、离心盘转速为3 000 r/min、纺丝电压为30 kV时，可制备平均直径为5.38μm、标准差为1.04μm的纤维膜；此时，纤维膜的吸湿率为25.36%,保水率为95.76%。通过熔体微分离心静电纺丝制备了异麦芽酮糖醇纤维膜，为其在可食用膜领域的应用提供了基础。     

静电纺丝法制备聚碳酸酯基聚氨酯纳米纤维的研究

以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和四氢呋喃(THF)为混合溶剂配制聚碳酸酯基热塑性聚氨酯(PU)纺丝溶液,通过静电纺丝法制备PU纳米纤维。重点研究了纺丝溶液浓度、混合溶剂中DMF和THF的体积比、纺丝电压和纺丝溶液流速对PU纳米纤维形态、直径及其分散性的影响。结果发现,纺丝液浓度为12%,混合溶剂中DMF与THF体积比为1∶1,纺丝电压为10 kV,纺丝溶液流速为0. 8 m L/h时,通过静电纺丝法制得的PU纳米纤维粗细均匀,表面光滑,纤维之间无粘连现象,形成的纳米纤维膜空隙率高。     

基于气流雾化静电纺纳米纤维的制备及其空气过滤性能

为克服传统单针头静电纺丝生产效率低的问题,在现有气流辅助静电纺丝的基础上设计一种基于气流雾化静电纺丝装置。以聚丙烯腈(PAN)溶液为纺丝液,采用自主设计的气流雾化静电纺丝装置制备纳米纤维膜,分析了其成形原理和过程以及气流压力、纺丝电压对成形纤维形态和直径的影响,并测试其空气过滤性能。结果表明:当纺丝液的质量分数为12%,纺丝气压为0.2 MPa,纺丝电压为30 kV时,纤维的平均直径均为200 nm左右,产量达5 g/h,其过滤效率高达97.5%,气流雾化静电纺丝为纳米纤维批量化制备提供了新途径。     

高黏度聚乳酸(PLA)熔体微分离心静电纺丝

离心纺丝已成为制备超细纤维的有效途径,将离心纺丝和静电纺丝结合起来的离心静电纺丝,纺丝效率高、纤维细度低。但是目前离心静电纺丝相关的研究十分有限,且主要涉及溶液离心静电纺丝。为了解决这一问题,本文设计了一种基于熔体微分的熔体离心静电纺丝装置,选取聚乳酸（PLA）作为研究对象,探究了挤出机转速和流量的关系,得出挤出机转速在20r/min、流量为1.6089g/min时纺丝效果最佳。研究了离心盘转速、纺丝电压等因素对纤维的影响,得出增加离心盘转速可大幅细化纤维直径,离心盘转速提高1倍,纤维直径减小77.26%;纺丝电压的加入不仅可以细化纤维直径,而且可以提高纤维的结晶度。结果表明：熔体微分离心静电纺丝可以高效制备PLA超细纤维,并且通过改变实验参数可以控制纤维特征,为离心静电纺丝产业化提供实验依据。     

载银纳米粒子温度响应性杂化纳米纤维膜的制备与表征

首先采用自由基溶液聚合法合成了由N-异丙基丙烯酰胺和N-羟甲基丙烯酰胺共聚形成的具有温度响应性的聚合物,然后在不使用还原剂和表面活性剂等小分子化合物的情况下,通过紫外光原位还原聚合物水溶液中溶解的Ag NO3,制得含银纳米粒子(Ag NPs)的纺丝液。最后采用静电纺丝法并结合热处理工艺制备了载Ag NPs的杂化纳米纤维膜。电子显微分析结果表明,制得的膜由无规排列的、直径为452 nm且粗细均匀的纳米纤维组成,粒径约4 nm的Ag NPs均匀地分布在纳米纤维中。膜在水介质中有良好的稳定性和显著的温度响应性。当水介质温度从25℃升高到50℃,其面积收缩率为约50%,相转变温度在38℃左右。     

Lyocell熔喷非织造布纤网结构及纤维直径的研究

以纤维素/NMMO/水溶液为原料,制备了Lyocell熔喷非织造布。采用扫描电子显微镜分析了该熔喷纤网的形态结构,并研究了成网方式、气流初始温度及模头温度等对纤维形貌及直径的影响。结果表明,Lyocell熔喷纤网呈三维网状结构,存在"shots"、纤维间的融合与枝化现象,且得到的熔喷Lyocell纤维具有光滑的表面;成网方式和气流初始温度显著地影响熔喷Lyocell纤维的形貌;在一定的温度范围内,提高气流初始温度和模头温度,都能制备更细的熔喷Lyocell纤维。     

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。     

静电纺丝制备TiO2纳米纤维的光催化性能

纳米TiO2材料在光催化、抗菌等方面有着广泛应用。采用尺寸为20～30nm的TiO2颗粒与聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的醇溶液混合制得纺丝液,通过静电纺丝技术与烧结工艺,制得TiO2纳米纤维。采用能谱仪、X射线衍射、扫描电子显微镜和投射电子显微镜等分析手段对样品进行了表征,与采用溶胶–凝胶结合静电纺丝技术得到的TiO2纳米纤维进行了形貌对比,并通过亚甲基蓝降解实验研究其光催化性能。结果表明：以TiO2纳米颗粒为原料通过静电纺丝技术制备的TiO2纳米纤维,主要为多晶相的锐钛矿结构,直径为150～250 nm,长度大于20μm,与溶胶–凝胶结合静电纺丝技术制得的TiO2纳米纤维相比,直径分布更为均匀。在紫外光照射90min时,对浓度为4mg/L的亚甲基蓝溶液的分解率为72%,具有较好的光催化效率。     

电极丝静电纺制备聚酰胺纳米纤维膜

利用无针头电极丝式静电纺丝机制备聚酰胺(PA6)纳米纤维膜材料。研究了静电纺工艺条件对PA6纳米纤维膜形貌及直径的影响,探讨了纤维膜力学性能与直径的关系。结果表明,电极丝静电纺丝装置能高效制备光滑、连续、均匀的纳米纤维膜;纤维直径与纺丝液质量分数呈正比关系,质量分数在12%左右时静电纺丝效果最好;当电压为70 k V时,纤维直径最小且分布较集中;接收距离的增加改善纤维直径的均匀性;直径的减小提高膜断裂强度的同时也降低伸长率。     

钢丝毛刷辊式静电纺PVA纳米纤维

设计了一种批量制备连续纤维的钢丝毛刷辊静电纺丝装置,研究了固定距离时溶液浓度及电压对毛刷PVA溶液静电纺丝产量的影响。考察了不同浓度PVA在不同纺丝距离、纺丝电压、毛刷转速下的纤维直径分布与纤维形貌。借助扫描电镜对制得的纳米纤维形貌进行观察,并应用Nano Measurer软件对纤维的直径及其分布进行了测量统计。综合考察结果,得出最佳的纺丝溶液浓度为12%,接收板距离为10 cm,电压为40 k V。