聚合物熔体法制备纳米纤维技术研究现状

针对聚合物熔体法生产纳米纤维效率低、性能不稳定,无法规模化应用的现状,对熔体法制备纳米纤维技术进行了综述。首先根据熔体法制备纳米纤维原理,对现有熔体法制备纳米纤维方法进行分类和对比分析,并结合研究现状,认为将不同单一纳米纤维制备方法进行有机组合是熔体法制备纳米纤维的发展趋势;然后详细综述了熔体法制备纳米纤维的工艺参数与纤维线密度之间的关系,揭示了熔体法纺纳米纤维细化技术的共性问题;最后介绍了熔体微分静电纺丝技术在纳米纤维制备方面的主要成果,通过机制揭示、工艺优化、材料改性等关键技术,熔体微分静电纺丝技术实现了平均直径小于500 nm 纤维的规模化制备。     

聚丙烯熔体微分离心静电纺丝工艺初探

高速离心纺丝是高效制备超细纤维的有效途径,离心纺丝与静电纺丝结合纺丝效率高,纤维直径细,但目前基于绿色无溶剂的熔体法离心静电纺丝研究几乎空白。设计了一种基于熔体微分的熔体离心静电纺丝装置,选取聚丙烯作为研究对象,成功制备了聚丙烯超细纤维,并探究在一定转速下,高压静电电压和离心盘熔体温度对纤维直径的影响。试验结果表明:高压静电的施加和熔体温度的提高,都有助于纤维的细化。     

熔体微分离心纺丝技术

熔体离心纺丝技术具有纺丝效率高,制备纤维的取向度的优势,但目前仍处于发展初期,所制备纤维直径较粗,相关工艺和纤维细化方法研究较少。对此通过自主研制的熔体微分离心纺丝装置,选用流动性能较好的聚丙烯材料进行熔体离心纺丝研究,在不同条件下进行离心纺丝实验,并引入气流辅助纺丝,大大细化了纤维直径,成功制备了超细纤维;设计了正交实验以探究不同工艺参数对其成纤效果的影响权重,为熔体离心纺丝进一步发展提供一定理论和实验基础。     

熔体微分静电纺制备聚乳酸纳米纤维

采用自制的熔体微分静电纺丝设备,探究了硬脂酸对聚乳酸(PLA)熔体粘度的影响,并通过辅助气流进一步细化纤维直径。试验结果表明:硬脂酸可有效降低PLA熔体的粘度,并细化了纤维直径,确定了硬脂酸最佳添加量为6%。辅助气流流速的提高会增加喷头处泰勒锥的数目,进而降低纤维直径。在纺丝温度250℃,纺丝距离4.5 cm,硬脂酸添加量6%,辅助气流流速25 m/s的条件下,可以制备出平均直径为610 nm的PLA纳米级纤维。     

熔体微分静电纺热塑性聚氨酯防水透湿透气超细纤维膜的制备及其性能研究

为了探究熔体微分电纺热塑性聚氨酯(TPU)防水透湿透气纤维膜的绿色制备工艺,采用聚合物熔体微分静电纺丝及气流辅助牵伸技术,研究了纺丝电压、辅助气流风速、纺丝时间等纺丝参数对纤维微观形貌的影响,并考查了纺丝参数及纤维微观形貌对TPU纤维膜防水性、透湿性、透气性的影响。研究表明,在纺丝电压55 kV、辅助气流风速30 m/s时,制备的防水透湿透气纤维膜透湿量可达6 045 g/(m²·24h),透气率可达97 mm/s;在纺丝时间60 min时,纤维膜耐静水压值可达8.5 kPa,所制备纤维膜在防水、透湿及透气性能上都较为优异,熔体微分静电纺有望成为防水透湿透气材料绿色制备的重要途径。     

静电纺动物蛋白纳米纤维研究进展

为拓展静电纺纳米纤维的应用领域,拓宽静电纺丝工艺的材料来源,对国内外近期静电纺动物蛋白纳米纤维的研究进展进行了综述。针对目前静电纺丝工艺中有机溶剂使蛋白质变性的问题,介绍了几种取代有机溶剂的方法,并对这些方法的优缺点进行对比,分析认为水溶性聚合物代替有机溶剂的方法更有利于蛋白纳米纤维在生物医药领域应用;讨论了交联改性及共混改性对静电纺动物蛋白纳米纤维力学性能的影响,对静电纺胶原蛋白纳米纤维在生物医药领域的应用进行了总结;最后针对利用静电纺丝技术制备动物蛋白纳米纤维亟待解决的问题以及未来的发展方向进行了展望。     

含纳米粉体功能性纤维的制备方法

介绍了功能性化学纤维制备过程中常用的抗菌型、防紫外线型、远红外型和导电型纳米粉体。阐述了采用静电纺丝和熔体纺丝法制备含纳米粉体功能性纤维的方法及其研究现状。静电纺丝包括共混法与纳米粒子原位合成法,熔体纺丝包括共混纺丝法与高聚物原位聚合法。纳米颗粒在纤维中的尺寸与分散性是影响纤维可纺性及纤维性能的重要因素,采用原位合成的方法可有效阻止纳米颗粒在纤维中的团聚,并通过静电纺丝制得纳米颗粒尺寸稳定且分散均匀的功能性纳米纤维。     

硬脂酸及辅助气流对熔体微分静电纺的影响

为得到细化的纳米纤维,利用自制的熔体微分静电纺丝装置,在聚丙烯（PP）中添加硬脂酸进行熔体微分静电纺丝,讨论硬脂酸含量对纤维的细化作用,同时探究在纤维下落时,气动抽风装置中的气流速度对纤维牵伸细化作用。实验结果表明：在纺丝温度为260 ℃,添加质量分数为2%~10% 的硬脂酸有助于降低PP熔体的黏度和细化纤维直径;当硬脂酸质量分数为4%时纤维细化效果最好。当通入的气流速度从13m/s 增加到29m/s时纤维直径明显细化（气流最大速度为29m/s）。当硬脂酸质量分数为4%,气流速度为29m/s时,纤维直径大都小于500nm,平均直径可达420nm。     

气泡熔体静电纺丝制备PLA纳米纤维的探讨

介绍了静电纺丝的特点及气泡熔体静电纺丝的原理.以可生物降解且环境友好的材料——聚乳酸(PLA)为原料,采用气泡熔体静电纺丝技术,实现了纳米级PLA纤维的制备.探讨了加热温度、纺丝电压和接收距离等参数对纺丝过程的影响.试验发现,当加热温度为250℃左右时,纺丝过程可顺利进行;在适宜的纺丝电压和接收距离下,可获得直径较小的...     

离心纺丝的发展现状及前景

离心纺丝是一种新的制备纳米纤维的方法,纺丝效率高,纺丝原料多样化,并且克服了很多熔体静电纺丝和溶液静电纺丝的缺点。本文对离心纺丝的发展过程进行了综述,并简要介绍了高速离心纺丝与离心静电纺丝的原理。其中,针对高速离心纺丝过程,总结了影响纤维质量和产量的因素,对离心纺丝今后的深入研究具有一定的借鉴意义。     

熔体微分电纺PLA/ATBC纤维膜及其水过滤性能

静电纺丝纳米纤维具有连续性、高孔隙率及高比表面积等优点,广泛应用于过滤领域。聚乳酸(PLA)是一种新型生物可降解材料,来源广泛且不会对环境造成污染,具有广阔的应用前景。利用实验室自制熔体微分静电纺丝装置,成功制备了平均直径为0.42μm的聚乳酸(PLA)/乙酰基柠檬酸三丁酯(ATBC)纤维膜,并对其水过滤性能进行研究。研究结果表明:ATBC能显著细化PLA纤维,提高纤维膜的孔隙率,增加纤维的断裂伸长率,所制备的面密度为60 g/m2的纤维膜对2μm粒子的过滤效率达到94.3%,可用于对水体进行预处理。     

激光熔体静电纺丝法制备PET微纳米纤维

激光熔体静电纺丝法是一种新型的制备微纳米纤维的技术。利用激光熔体静电纺丝法制备了聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）微纳米纤维,研究了应用电压、激光电流及接收距离对纤维直径的影响,并利用扫描电镜（SEM）对纤维的微观形貌进行了表征。利用TG-DTA和X射线衍射仪（XRD）对纤维的热稳定性和结晶性进行了表征,同时采用单轴拉力机...     

静电纺丝聚丙烯腈基纳米纤维在锂电池中的应用北大核心

综述了近年来国内外通过静电纺丝技术制备PAN复合纳米纤维在锂电池领域上的研究现状,主要介绍了锂电池隔膜、锂电池电解质、锂电池正极材料、锂电池负极材料以及锂电池其他领域的研究进展。研究表明,通过与其他材料复合、改性和优化静电纺丝等方法,可以改善PAN复合纳米纤维膜的离子导电性、耐高温性、化学稳定性和循环使用寿命等。制备的高性能PAN基锂电池促进了锂离子的应用发展。     

静电纺丝纳米纤维的应用研究进展

静电纺丝技术是目前制备纳米纤维的较优方法,制备的纳米纤维具有比表面积大、直径小、孔隙率高等优点,在过滤材料、生物医学、电子元件等领域都有着良好的应用前景。综述了近几年来国内外静电纺丝纤维在过滤材料、生物医学、电子元件等领域中的应用研究现状。总结了静电纺丝纳米纤维面临的问题,并展望了静电纺丝纳米纤维的发展趋势。     

熔体静电纺丝工艺的研究进展

熔体静电纺丝(M-ESP)法是一种使带电荷的聚合物熔体在静电场中形成射流来制备聚合物超细纤维的加工方法。M-ESP法相对于溶液静电纺丝(S-ESP)法具有经济、安全、环保等特点,是近期静电纺丝法的研究热点。阐述了M-ESP的基本原理和国内外发展状况,列举了多种M-ESP装置的基本结构。     

静电纺丝纳米纤维的方法与应用现状

主要介绍了利用不同的静电纺丝收集装置设计得到多种排列形式的纳米纤维聚集体及聚合物纳米纤维的应用.说明了静电纺丝技术可以得到各种各样的聚集体,是目前制备纳米纤维比较有效的方法,提高了由纳米纤维制备的产品质量,可以应用于特定的改性方面.     

静电纺再生丝素蛋白改性研究进展

在明确了丝素蛋白作为一种生物相容性较好但力学性能较差的基础上,回顾了近年来国内外学者针对静电纺丝素蛋白改性方法研究,总结出通过物理、化学方法及装置的改变可以对静电纺丝素蛋白进行改性,且改性效果相当明显。提出以共混其他聚合物及制备形状特殊的纳米纤维等物理方法是对再生丝素蛋白纳米纤维支架比较有效的改性方法。     

电压和辅助气流对狭缝式熔体微分电纺的影响

采用自主设计的狭缝式熔体微分静电纺丝装置,使用聚丙烯（PP）材料进行熔体静电纺丝,研究了电压对射流根数的影响,同时探究了辅助气流对纤维直径的细化作用。试验结果表明：当挤出机端温度为200％,流道温度为230℃,纺丝距离为90mm,流量大小为0．8g／min时,射流根数随着电压增大而增加;当电压为50kV时,射流根数达到最大,为24根。纤维直径随辅助气流速度的增大而减小;当电压为50kV,辅助气流速度为8m／s时,纤维平均直径可达到1．55μm。     

静电纺玉米醇溶蛋白纤维改性的研究进展

静电纺丝可以制备玉米醇溶蛋白(Zein)组织工程支架,但需要对其力学性能等进行改性。目前,主要的改性方法有共混改性和化学改性。从改性的角度综述了Zein的静电纺丝以及作为生物医学材料用于组织工程支架的研究进展。     

复合静电纺超细聚丙烯腈纳米纤维的制备

为获得比常规静电纺丝纤维直径更细的聚丙烯腈（PAN）纳米纤维,采用复合静电纺丝方法制备了聚丙烯腈/醋酸丁酸纤维素（PAN/CAB）复合纳米纤维,再溶解掉复合纳米纤维中的CAB组分,得到超细PAN纳米纤维并对其进行氨基化改性后用于吸附直接红23（DR23）染料。研究了PAN和CAB的混合比例、纺丝溶液质量分数和纺丝液挤出速度3个因素对所得ＰＡＮ 纳米纤维直径的影响,并比较了常规静电纺和复合静电纺制备出的PAN纳米纤维改性后的染料吸附量。实验结果表明：该方法制得的PAN纳米纤维的平均直径在50~80 nm范围内,其中当PAN和CAB的质量比为15:85、纺丝溶液质量分数为15%、纺丝液挤出速度为1.5 mL/h、纺丝电压为10 kV、接收距离为20 cm时,得到的PAN纳米纤维的平均直径为50 nm;改性后纳米纤维对DR 23的平衡吸附量达833mg/g。