PAN分子构象对其纳米纤维膜压电性能的影响

采用静电纺丝的方法制备不同浓度PAN纳米纤维膜,探讨了不同分子构象对PAN纳米纤维膜压电性能的影响。并对其残余电荷量进行处理,研究了PAN分子构象的变化及其压电性能的关系。结果表明,纺丝质量分数为11%时所制备的PAN纳米纤维膜,其平面锯齿分子构象含量最高,电压输出达到6日报V,电流输出达到5.5μA,说明PAN的平面锯齿分子构象对其压电性能具有直接影响。经过异丙醇的处理后,使得其残余电荷量减少,电压输出为3.4 V,电流输出为3μA。     

聚酰亚胺纳米纤维膜的制备和力学性能研究

利用静电纺丝制备聚酰亚胺纳米纤维膜。探讨纺丝温度和电纺液浓度对纤维形貌的影响及热处理对聚酰亚胺纳米纤维膜力学性能的影响。利用FE-SEM、FT-IR、TG和XRD对不同的聚酰亚胺纳米纤维的形貌及结构进行表征;利用单轴力学拉伸仪对电纺聚酰亚胺纳米纤维膜的力学性能进行测试。结果表明:纺丝温度为(65±3)℃,电纺液质量分数为18%时,所得的聚酰亚胺纳米纤维形貌较好;一定程度的高温热处理有利于聚酰亚胺纤维结晶结构的完善,当热处理温度为150℃时,纳米纤维膜的最大拉伸应力和最大拉伸应变较高,分别为17.6MPa和76.0%。     

电纺GO/纤维素纳米复合膜的性能研究及分析

采用石墨烯(GO)含量分别为0%、1%、3%、5%、7%的GO/纤维素溶液纺制GO/纤维素复合纳米膜,探讨电纺GO/纤维素复合纳米膜的制备工艺及性能。对GO/纤维素纳米膜进行XRD、抗紫外、发热、电学等结构表征和性能测试,测试结果表明:GO的加入可明显改善纤维的导热性能和抗紫外性能,并且随着GO含量的增加,电纺GO/纤维素纳米复合膜的导热性能和抗紫外性能不断增加;但是也会给膜带来一些缺陷,如抗静电性能下降以及膜的强力降低。总体来说,GO/纤维素复合材料提高了普通纤维素膜的价值,使其具有了更广阔的应用前景。     

聚丙烯腈纳米纤维空气过滤膜的制备及其性能

采用静电纺丝技术制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维薄膜并对其进行空气过滤应用研究.探讨了纺丝溶液质量分数对纳米纤维微观形貌的影响,以及微观形貌与过滤效果之间的关系;研究了不同电纺时间对空气过滤效果的影响规律.研究结果表明,在其它工艺参数不变的情况下,纺丝液质量分数为6%时,所得纤维直径最小,为76.69nm;当静电纺时间由2h增加到5h,纳米纤维膜的孔径由0.35μm下降到0.247μm,其过滤效率相应地由87.6%提高到98.5%.     

高可见光吸收CuFeMnO_4/PAN复合纤维的制备与表征

为制备CuFeMnO_4/PAN复合纤维,分别用共沉淀-高温煅烧工艺和共沉淀-水热合成工艺制备了CuFeMnO_4粉体,探讨了两种制备工艺所制得CuFeMnO_4颗粒尺寸的差异对其可纺性能的影响。将可纺的纳米CuFeMnO_4粉体和PAN混合采用静电纺丝技术制备复合纤维,利用XPS、XRD、SEM、UV-Vis-NIR、TG和自组装的吸热性能测试装置进行了结构和性能表征。结果表明,共沉淀-水热法可制得粒径小于50nm、适合静电纺丝的CuFeMnO_4粉体,各元素主要以Cu~(2+)、Fe~(3+)、Mn~(3+)存在,同时存在少量Mn~(2+);与PAN纤维相比,复合纤维直径增大,且可见光区平均吸收率提高了73.18%,模拟太阳光源照射下的最高温度提高了31.4℃;TG分析发现复合纤维中由于强氧化性CuFeMnO_4粉体存在,加速了PAN热分解。     

PVDF/BaTiO3复合纳米纤维滤膜的制备及性能

为了制备高效低阻的纳米纤维空气过滤膜,采用静电纺丝技术,以钛酸钡(BaTiO_3)作为驻极体,制备了不同质量分数、不同纺丝时间的PVDF/BaTiO_3复合驻极纳米纤维膜,并对其微观结构、表面化学结构、透气性能、透湿性能、过滤性能进行了研究分析。结果发现:当BaTiO_3的质量分数为0.8%、纺丝时间为40 min时,制备的PVDF/BaTiO_3复合纳米纤维滤膜性能达到最优,此时纳米纤维滤膜的透气率最大达369 mm/s,透湿量最大达4 672.79 g/(m~2·d),过滤效率为76.8%,阻力压降为11.76 Pa,品质因子最大值达0.124 2。     

聚丙烯腈纤维紫外光接枝丙烯酰胺及其性能研究

为提高聚丙烯腈(PAN)纤维的阻燃性能,采用紫外光接枝技术,以二苯甲酮(BP)为光引发剂将丙烯酰胺(AM)单体接枝到PAN纤维上,详细研究了AM及BP质量分数、接枝时间及接枝距离对PAN纤维光接枝AM的接枝率(G_P)的影响规律,并利用傅里叶红外光谱(FTIR)、X-射线衍射光谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对接枝前后的PAN纤维进行了表征,同时,采用热重(TG)及差示扫描量热(DSC)对纤维的热性能进行了研究。结果表明:随着AM及BP质量分数的增大、接枝时间的延长及接枝距离的增大,GP均呈现先增大后减小的趋势,接枝AM后PAN纤维的热性能有所提高,800℃时的残炭量增加,极限氧指数值增大了33.3%。     

新型有机电解质体系制备木质素基碳纤维原丝

以离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([Emim][Ac])和二甲基亚砜(DMSO)组成的新型有机电解质体系为溶剂,将精制后的碱木质素与聚丙烯腈(PAN)溶解共混配制成纺丝液,通过高压静电纺丝法成功地制备了木质素基碳纤维原丝,并探讨了固体质量分数、木质素相对分子质量及木质素与PAN的配比对木质素基碳纤维原丝可纺性能的影响。当固体质量分数为10%、木质素的相对分子质量大于50 000、木质素与PAN的配比为2∶8时,纤维可纺性最佳。     

PAN/AgNPs/TiO2纳米纤维膜结构性能优化

将纳米银颗粒(AgNPs)和二氧化钛(TiO2)加入聚丙烯腈(PAN)溶液中,在保证静电纺丝正常进行的基础上,按照L9(34)正交试验方案,制备试验用PAN/AgNPs/TiO2纳米纤维膜,测试其微观形貌、防紫外线性能、防电磁辐射性能和拉伸性能,并进行直观分析和方差分析.结果表明:TiO2质量分数对纳米纤维膜纤维直径影...     

静电纺丝法制备MnO_x掺杂聚丙烯腈碳纤维及其对超级电容性能的影响

利用静电纺丝技术制备了不同乙酸锰(Mn Ac2)含量的聚丙烯腈(PAN)基复合纤维(Mn Ac2/PAN),经预氧化和高温碳化后得到Mn Ox/C复合纤维;利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和热重分析(TGA)等方法对纤维进行结构表征,并利用循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗技术对复合纤维进行了电化学性能测试.结果表明:复合纤维表面相互粘连形成三维枝状结构,这种结构有利于碳纤维之间导电性的提高;掺杂Mn Ox后碳纤维的超级电容性能得到显著提高,其中乙酸锰质量分数为2%和4%的Mn Ac2/PAN纤维碳化后的产物在0.05 A/g时的比容量分别高达186.0 F/g和156.4 F/g,而纯PAN碳纤维的比容量仅为90.0 F/g.     

羊毛角蛋白/聚丙烯腈电纺膜的制备及性能

利用还原法溶解羊毛制备羊毛角蛋白,采用羊毛角蛋白溶液与聚丙烯腈溶液共混电纺成膜,改善聚丙烯腈电纺膜的亲水性.利用环境扫描电子显微镜(ESEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对共混电纺膜表面形貌和结构进行观察和分析,考察了羊毛角蛋白的加入对电纺膜性能的影响.结果表明:羊毛角蛋白的适量加入对聚丙烯腈电纺膜的力学性能影响不大,但是羊毛角蛋白中含有大量的羟基、氨基等亲水性基团,大大提高了聚丙烯腈电纺膜的吸水性;当羊毛角蛋白质量分数为27%时,羊毛角蛋白/聚丙烯腈电纺膜的力学性能和亲水性能均优.     

间位芳纶纳米纤维的静电纺工艺

以间位型芳纶/N,N-二甲基乙酰胺(PMIA/DMAC)为纺丝液,采用静电纺丝技术成功制备出PMIA纳米纤维膜,采用单因素变量法探讨了电纺工艺对PMIA纳米纤维形态的影响,并通过SEM图像及直径分布获得了电纺PMIA的较佳工艺参数为:纺丝液质量分数14%,电压25 kV,进液速率0.2 mL/h,接收距离16 cm.采用红外、TG测试手段表征了PMIA纳米纤维膜的结构和热稳定性能.结果表明:PMIA纳米纤维膜的玻璃化转变和热分解温度分别为273℃和431℃,具有着良好的热稳定性能.     

荷正电中空纤维膜的制备及其性能

采用紫外辐射接枝方法将亲水性单体三甲基烯丙基氯化铵(TMAAC)接枝到聚丙烯腈(PAN)中空纤维超滤膜上,制备了带季铵基的荷正电膜.测试PAN-g-TMAAC膜的红外光谱(FTIR),出现了-N(CH3)3-骨架振动吸收峰,表面的静态接触角由基膜的38.55°下降到15.13°,证明季铵基接枝到PAN膜上,提高了膜的亲水性.实验表明:当溶液的pH值小于BSA的等电点(pH=4.7)时,荷正电膜利用与带有正电荷的BSA之间的静电排斥作用,使其对BSA的截留率由基膜的76.7%提高到了90.2%.     

Composites of Nano-hydroxyapatite and Poly（ε-caprolactone） Composite Fibers by Electrospinning

用水热法合成的棒状纳米羟基磷灰石（nHA）,引发ε-己内酯（ε-CL）开环聚合得到nHA-PCL复合材料。用静电纺丝法分别制备了聚己内酯（PCL）、nHA/PCL共混材料和nHA-PCL复合材料的3种电纺纤维膜。通过FT-IR、DSC、SEM、TGA和拉伸试验机表征了样品的结构、热性能和力学性能。结果表明：nHA-PCL电纺膜的结晶性能优于nHA/PCL材料,且热稳定性和力学性能都优于其他两种膜,nHA-PCL电纺膜的完全分解温度为420°C,拉伸强度和断裂伸长率分别达到28.2MPa和55.6%。3种膜的纤维直径均小于500 nm,nHA-PCL电纺膜的纤维表面比较粗糙。在人体仿生液中诱导矿化4 d后,nHA-PCL电纺膜纤维表面出现磷灰石沉积,而纯PCL和共混nHA/PCL电纺膜的纤维表面沉积的磷灰石很少,nHA-PCL复合电纺膜具有较好的诱导成骨性能。     

CO2基聚脲纳米纤维膜的压电性能研究

开发环境友好型压电材料具有重要意义。以CO₂为原料替代光气及异氰酸酯,其与不同结构的二胺反应合成CO₂基聚脲(PU);通过静电纺丝技术制备PU纳米纤维膜;采用SEM、XRD、FT-IR、TG等仪器对PU纳米纤维膜的结构进行研究,并组装压电传感器测试压电性能。结果表明：随着二胺碳链长度的增加,PU纳米纤维膜的压电性能逐渐降低;PU-6纳米纤维膜的纤维形貌和压电性能最好,输出电压为4 V,并且具有良好的稳定性和耐用性,在智能可穿戴领域有潜在应用前景。     

静电纺聚合物/相变纳胶囊复合纳米纤维的制备及性能

为提高相变纳胶囊在静电纺纤维上的负载量,采用相反转温度（PIT）乳化和自由基聚合技术制备了交联聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）/正十八烷纳胶囊,将其添加到聚偏氟乙烯（PVDF）、聚丙烯腈（PAN）纺丝液中,通过静电纺丝技术分别制备了PVDF和PAN复合纳米纤维,并使用SEM、TEM、DSC和TG等方式对2种纳米纤维进行表征。结果表明：2种复合纤维均平直光滑,纺锤状较少;PVDF复合纤维平均直径在100～300 nm之间,PAN复合纤维平均直径在400～800 nm之间,纤维直径随胶囊加入量的增加而增大;PAN纤维负载相变纳胶囊的能力优于PVDF纤维,热性能更好;纳胶囊添加质量分数为9%的PAN相变纤维具有较为优良的热焓值和热稳定性,其结晶焓为22.55 J/g。     

石墨/聚乙烯醇复合纳米纤维的制备及性能表征

应用静电纺丝技术制备石墨/聚乙烯醇(PVA)纳米纤维,并将该复合纤维收集成无纺布薄膜;采用扫描电子显微镜(SEM)观察了复合纤维的微观形貌和结构,利用宽频质谱仪测试了纤维的导电性,利用万能强力机测试了不同纳米石墨含量纤维薄膜的拉伸力学性能,并利用X射线衍射仪(XRD)和热重分析仪(TG)测试了复合纤维的物相及热力学行为.结果表明:在聚乙烯醇质量分数为8%、石墨质量分数为4%时,所制备的纳米纤维膜导电性最高,且力学性能最好,与纯PVA相比,电导率和断裂强度分别提高1个数量级和127.33%;XRD测试结果表明,纳米石墨成功附着在PVA中;TG结果表明,石墨/PVA复合纤维初始分解温度相对于纯PVA变化不大,当样品质量保持率为40%时,4%石墨/PVA复合纤维较纯PVA相比,其分解温度提高了35℃.     

环氧化SBS静电纺丝的研究

以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）和过氧化氢为原料,制备环氧基质量分数为10%的环氧化SBS（ESBS）.利用红外光谱对ESBS结构进行表征.通过研究纺丝溶剂、纺丝液质量分数、外加电压和接收距离等对纤维形态结构的影响,制备纳米级到微米级ESBS电纺纤维.结果表明四氢呋喃（THF）和N,N-二甲基甲酰胺（DMF）混合溶剂是电纺ESBS的优良溶剂.在THF/DMF（质量比=3∶1）纺丝溶剂,纺丝液质量分数为10%,外加电压23kV及接收距离28cm时,所制得ESBS电纺纤维形态较好,纤维平均直径为302nm,最小直径可达70nm.     

静电纺PVA/PEO共混纳米纤维膜的制备与性能表征

采用静电纺丝技术制备聚乙烯醇(PVA)/聚氧化乙烯(PEO)共混纳米纤维膜,测试共混纤维膜的拉伸力学性能,采用SEM观察其微观形貌和结构,利用TGA和DSC分析共混纤维膜的热学性能,考察PEO与PVA共混比例对纤维膜性能的影响.结果表明:PEO加入过多或过少对共混纤维膜结构均无明显改善,当PVA∶PEO质量比为5∶5时,所得纤维膜成丝性和成膜性最佳,膜中纤维线密度最小且粗细均匀;与纯纺纤维膜相比,不同共混比例PVA/PEO纤维膜的力学性能均有不同程度提升,当PVA与PEO质量比为7∶3时其断裂强度和断裂伸长率较纯PVA分别提高了66%和1 545.71%;PVA/PEO共混纤维膜的热稳定性优于纯PVA纤维膜,但PEO加入量的变化对共混纤维膜热学性能的影响较小.     

PAN纳米纤维的改性及其对铜离子的吸附性能

通过静电纺技术制备了聚丙烯腈共聚物(PAN)纳米纤维,并利用乙二胺对其进行化学改性,研究胺化纳米纤维膜对铜离子的吸附性能.通过傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)对纳米纤维膜的形态及性能进行了表征,探讨了p H、反应时间、初始浓度等因素对铜离子吸附性能的影响.结果表明:吸附容量分别随p H、反应时间及铜离子初始浓度的增大而增大,当p H达到5,反应时间为3 h,浓度达到100 mg/L时,吸附容量达到平衡.Langmuir与二级动力学模型更符合吸附反应,最大吸附量可达54 mg/g,根据热力学参数分析,此吸附为吸热反应;在进行6次的脱附-吸附后,胺化聚丙烯腈共聚物纳米纤维膜对铜离子仍然具有良好的吸附效果.