熔体静电纺丝的电场分布及其对PET纤维成形的影响

借助ANSYS软件模拟聚对苯二甲酸乙二酯(PET)熔体静电纺丝在不同参数(纺丝电压、接收距离、接收板面积)条件下的电场分布,探讨电场分布对熔体静电纺丝PET射流运动与纤维形貌的影响。结果表明,在单喷嘴–平板结构模型中,提高纺丝电压将增强整体空间电场强度,使电场对PET熔体射流的控制力加强,PET熔体射流的摆动半径减小,当纺丝电压由24 k V升高到30 k V时,摆动半径由11.7 mm减至9.9 mm,而摆动角增大,由10.1°增至11.2°,PET纤维直径显著减小,由3.275μm减至2.202μm;接收距离的改变对接收板表面电场的影响显著,随着接收距离的增加,PET射流的直线段比例明显下降,当接收距离由50 mm增加至90 mm时,PET熔体射流的直线段比例由68.0%减至54.0%,PET纤维直径在适中接收距离(70 mm)下表现较细,可达2.184μm;接收板面积的减小加强了对PET熔体射流的控制,使PET熔体射流直线段比例显著增加,当接收板面积由15 cm×15 cm减小至10 cm×10 cm时,PET熔体射流直线段比例由68.0%增加至82.6%,摆动半径减小,由9.9 mm减至4.2 mm,沉积角因PET熔体射流贴服接收板而减小,由12.2°减至9.1°,PET纤维直径稍有增加,由2.202μm增加至2.537μm。     

基于接收温度调控的TPU熔体静电直写可控沉积

通过调控接收板温度，实现了热塑性聚氨酯材料的熔体静电直写制备。通过模拟发现，当纺丝距离为5 mm时，接收板温度升高后，纺丝区间内温度呈线性提高，有利于减缓射流的冷却速度。通过实验探究了不同接收板温度对熔体静电直写制备热塑性聚氨酯材料纤维直径、形貌、沉积精度以及三维网格形貌的影响。实验表明，当接收板温度为80℃时，平均纤维直径与40℃时相比，降低了27.7%;当接收板温度100℃时，纤维沉积误差与60℃时相比，降低了46.8%;当接收板温度为80～100℃时，能够制备稳定的三维纤维结构；当接收板温度为120℃时，射流无法凝固为纤维。     

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。     

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。     

熔体直写电纺聚己内酯纤维有序沉积工艺

目前聚合物熔体电纺技术制备的纤维大多以杂乱无序的无纺布形式存在,限制了电纺技术在组织工程支架以及机器人等需要有序结构领域的应用。本文将熔体电纺技术与三维运动平台相结合,采用自主设计的熔体电纺可控成型实验装置,对聚己内酯（PCL）进行熔体直写静电纺丝,获得了有序纤维。研究了喷头移动速度、接收距离和纺丝电压对熔体直写电纺纤维沉积形貌的影响。结果表明,纤维直径随着喷头移速、接收距离和纺丝电压的增大而减小,其中接收距离的改变对直径的影响最为显著;接收距离的增大虽然有利于纤维的细化,但是距离过大会使纤维沉积的有序性变差;当射流下落速度与喷头移动速度相匹配时,射流才能实现有序沉积;增大接收距离和纺丝电压会引起射流鞭动,需要相应地增大喷头移动速度才能实现有序沉积。     

静电纺丝PET膜结晶性能研究

本文通过静电纺丝技术制备了PET膜,利用X射线衍射对其退火膜的结晶性能进行了测定。实验结果表明,纺丝浓度升高,接受板距离减小,退火温度提高,退火时间延长均有利于提高PET静电纺丝膜的结晶程度。当纺丝室湿度为50%,温度为35℃,纺丝液浓度为20%,纺丝电压为35KV,纺丝接收距离为10cm,PET静电纺丝膜在190℃退火6小时后,PET退火膜的结晶性能表现最佳。     

熔纺聚氨酯流变性能的研究

研究了熔纺聚氨酯熔体的流变性能.结果表明:熔纺聚氨酯熔体为切力变稀流体,随温度升高其非牛顿指数增大,胀大比减小,表观剪切粘度随温度升高下降明显,且低于常规熔纺成纤高聚物,为避免纺丝时产生自重引伸大于喷丝头拉伸比而导致并丝,纺丝温度不应大于210℃;水分存在会导致熔体粘度下降,胀大比减小.     

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。     

增塑剂对生物降解塑料聚乳酸结晶形态的影响

采用熔融共混方法制备了聚乙二醇(PEG)和聚乳(酸PLA)的共混物,并借助差示扫描量热仪和广角X射线衍射仪研究了在80~140℃等温结晶时PEG对PLA结晶形态和熔融行为的影响。结果表明:100℃以上时PLA的结晶度随结晶温度的升高逐渐增加;100℃以下时PLA的结晶度随PEG含量的增加逐渐增大。110℃以下时,晶面间距随结晶温度的升高和PEG含量的增加而逐渐减小;110℃以上时,晶面间距保持不变;当加入15%的PEG时PLA的晶面间距不受结晶温度的影响结,晶生成的是稳定的α晶。     

Polymer melt differential electrospinning from a linear slot spinneret

Preparation of melt electrospun fibers with high efficiency and high productivity remains a big challenge. A polymer melt differential electrospinning system with linear slot spinneret (LSSP) was proposed in this work. Under a high electric field, multiple jets distributed at the tip of LSSP were self-organized from the polymer melt film with controlled thickness. The spinning parameters were investigated, and the electric filed between spinneret and collector was analyzed. The results showed that the interjet distance decreased significantly with the decrease of the thickness of polymer melt film and the Tayler cone size. The smallest average interjet distance of 1.9 mm with deviation of 0.5 mm was obtained under the condition of applied voltage of 45 kV, collecting distance of 9 cm, temperature of 250 °C, and slot thickness of 0.2 mm. The high output of 75.6 g/h was achieved and could be increased just by increasing the slot width. It was demonstrated that the proposed technology was a promising way to fabricate melt electrospun fibers with high efficiency. © 2020 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2020 , 137, 48922.     

Interjet distance in needleless melt differential electrospinning with umbellate nozzles

Melt electrospinning technique has shown great advantages in numerous areas where polymer dissolving, solvent accumulation, or toxicity is a concern in solution electrospinning. However, conventional capillary spinnerets in electrospinning are less productive. In this article, two needleless umbellate nozzles were used based on melt differential method, and the smallest interjet distance of 1.1 mm was observed. Experimental results indicated that the main factors affecting the interjet distance were the electric field strength and melts viscosity. The produced fiber diameter was related to interjet distance directly. Finite element modeling (FEM) showed that umbellate structure determines the intensity of maximum electric field around the rim of nozzles and the resultant interjet distance. This new method enabled the mass production of ultra‐fine fibers using needleless melt electrospinning method when relatively low voltage (less than 65 kV) was loaded on the receive plate. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2014 , 131, 40515.     

喷丝温度对PAN中空纤维成形与性能的影响

利用双弧狭缝孔形喷丝板,采用干喷湿法纺丝工艺,研究了PAN纺丝液在40～70℃喷丝温度范围内,对中空初生纤维成形与性能的影响。结果表明:喷丝温度对纤维截面的成形、外皮层厚度、异形度、中空度、声速取向等均会产生影响。随喷丝温度的增加,初生纤维外皮层厚度减小,纤维内外沿异形度逐渐降低且差距逐渐增加,中空度与声速取向在低温段降低幅度较大,而在高温段降幅减缓。     

电纺直写制备聚己内酯支架形貌及精度

作为一种新型的微纳制造技术，熔体直写电纺被广泛用于组织工程支架的可控制备,有序的纤维沉积是该领域应用的前提条件。对于支架成型精度的探究，本文使用生物可降解材料聚己内酯（PCL），采用自行设计的熔体电纺三维可控成型设备进行实验，考察了纤维间距对二维并行纤维沉积形貌及成型精度的影响，以及纺丝电压和网格大小对三维网格结构形貌及精度影响。结果表明，随着并行纤维设定距离的增大，纤维的沉积误差减小，并最终趋于平稳。对于三维网格结构，随电压的增加，最大沉积层数量先增大后减小，当纺丝电压为6kV时达到最大沉积层数15层。成型精度误差先减小后增大，当纺丝电压为7kV时，精度最高误差小于5%。随设定网格边长的增大，沉积层数不断增大。成型精度逐渐提高，当网格边长大于等于1.5mm时，沉积误差趋于稳定，并维持在5%左右。     

远红外细旦丙纶高速纺丝及变形工艺研究

探讨了远红外细旦丙纶高速纺丝工艺对其可纺性、纤维结构性能的影响 ,研究了远红外 PP-POY的变形工艺。结果表明 ,研制远红外细旦丙纶长丝最佳的纺丝工艺条件为 :纺丝温度 2 5 8℃ ,纺丝速度小于或等于 2 5 0 0 m /min,侧吹风温度 18℃ ,速度 0 .4m/s,集束上油位置距喷丝板 92 0 m m ;最佳的变形工艺条件为 :第一热箱温度 14 5～ 14 8℃ ,第二热箱温度 12 5～ 130℃ ,拉伸比 1.5 6～ 1.5 8,D /Y比1.66～ 1.69,变形速度 42 0～ 45 0 m/m in。     

熔体直纺聚酯细旦POY的工艺探讨

介绍应用Zimmer公司聚酯熔体直纺138dtex/72f、129dtex/72f等规格POY。保持增压泵出口压力12～13MPa,计量泵前压力 5MPa,熔体输送温度290～292℃;喷丝板孔径为0.20mm、长径比为2.5,纺丝温度控制在293～296℃,增加细砂量、改用高目数过滤网;侧吹风风压350Pa、风速0.40～0.50m/s、风温18～20℃;集束位置距喷丝板1100mm,距内风窗0.25m。由1道上油改为2道上油。以卷绕张力应小于0.28cN/dtex来调节丝速,超喂率1.2%～1.5%,卷绕角5.5～6.5°。     

Melt differential electrospinning of polyphenylene sulfide nanofibers for flue gas filtration

Polyphenylene sulfide (PPS) nanofibers have broad application prospects in high temperature dust removal, high temperature oil-water separation, radiation protection, and other fields. PPS nanofibers were prepared by melt differential electrospinning without any other additives, which ensures the excellent properties of PPS fibers. The effects of spinning parameters (spinning voltage, spinning distance, spinning temperature) on the morphology of PPS fibers were systematically studied, and the average diameter of PPS fibers with 1.28 μm was obtained under the optimum conditions (spinning distance of 6 mm, temperature of 310°C and spinning voltage of 35 kV). The effect of spinning voltage on the crystallinity and thermal stability of the fiber was analyzed. Finally, the filtration efficiencies of the commercial dust-proof filter bags and the obtained PPS fibers with the same weight were compared. It was demonstrated that filtration efficiency of the obtained PPS fibers with 186 g/cm² reached up to 99.95%. This study aims to provide a new idea for green industrial manufacturing and application of electrospinning PPS nanofibers.     

1111 dtex/144 f中强FDY产品的开发

利用熔体直接纺的工艺路线,成功研制了1111 dtex/144 f中强FDY产品。结果表明,较低的熔体输送温度、纺丝温度284℃,冷却采用侧吹风冷却加弧形板的方式,集束点在1600 mm处,上油选择适合纺制粗旦FDY的油嘴(进口专用大油嘴)等工艺较适合加工该规格粗旦丝。产品品质稳定,后加工及织造效果好。