利用静电纺丝技术制备一维纳米纤维材料

静电纺丝技术制备一维纳米纤维是一种有效、便捷的方法.通过高压静电装置提供静电力作为驱动力,使溶液以细流状喷射,经溶剂蒸发,在收集板上得到一维纳米纤维.溶液粘度、纺丝电压和固化距离是影响纤维性能的主要因素,因此,对纤维制备过程参数的调控及装置的改进成为静电纺丝技术研究的热点.     

静电纺丝素蛋白及其应用于组织工程的研究进展

从丝素蛋白静电纺丝的溶剂开发、共混纺丝及纺丝装置3个方面回顾了丝素蛋白静电纺丝的研究进展,重点介绍了静电纺丝素蛋白微纳米纤维支架材料在组织工程领域的应用研究.     

静电纺丝技术的研究进展

静电纺丝工艺是目前能够直接、连续制备聚合物纳米纤维的方法,具有工艺简单、操作方便、制造速度快等优点,在医学和环保等领域有广泛应用。介绍了近年来静电纺丝技术及其应用的研究进展,对静电纺丝的原理、设备、材料、过程参数等方面进行了综述,对静电纺丝技术在未来的应用提出展望。     

静电纺丝技术的应用与发展趋势

静电纺丝技术是目前制备纳米纤维最直接有效的方法,首先简要介绍静电纺丝技术制备纳米纤维的原理及影响所制纳米纤维形貌的因素,然后概括静电纺丝技术在医学、环境保护等方面的应用,详述静电纺丝技术所面临的纳米纤维有序排列、纳米纤维成纱和静电纺技术产业化等一系列难题,并提出了现有的较好的解决方法,最后从理论和应用两方面对静电纺的发展趋势做出展望。     

静电纺丝法制备醋酸纤维素纳米纤维

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进行纺丝加工的工艺,是一项制备纳米级纤维材料简单有效的技术．本文以六氟异丙醇和甲酸为溶剂,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,研究溶剂、电压、浓度及接收距离对纳米纤维形貌和直径的影响．研究结果表明：以六氟异丙醇（HFIP）为溶剂,当纺丝液浓度为8％、电压为15—20kV、接收版距离为16cm时,可以静电纺丝制得直径300nm的明胶纳米纤维．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．     

静电纺丝法制备超疏水微纳米纤维的研究进展

超疏水纤维膜因其独特表面性能成为功能表面领域的研究热点。静电纺丝技术作为一种新兴技术,设备操作简单,可高效调控纳米纤维表面形貌,实现微米-纳米双级结构自组装,从而获得超疏水微纳米纤维表面材料,利用此技术所制备微纳米纤维表面形貌及其物理性质接近于天然纤维超疏水材料。首先简要介绍了超疏水表面自清洁的基础理论和静电纺丝法的技术原理,进而重点对近期静电纺丝技术制备超疏水表面材料的最新研究进展进行了综述与分析。     

近场直写静电纺丝技术及应用的研究进展

对近场直写静电纺丝技术的机理、发展、相关参数的控制以及应用方面展开综述,指出该技术亟待解决或改进的问题,包括纺丝机理不甚清晰;接收距离较短、严重限制射流拉伸和溶剂的完全挥发;纺丝纤维在空间第三维的可控性普遍不高;潜在应用有待进一步开发等。提出未来的研究方向主要集中在:近场直写静电纺丝技术理论研究、生产效率的提高、制备3D结构材料以及开发其在生物工程及微纳米技术领域的应用等。     

基于静电纺丝法构建用于药物可控释放的醋酸羟丙甲基纤维素琥珀酸酯纳米材料的研究

醋酸羟丙甲基纤维素琥珀酸酯（HPMCAS）作为一种典型的肠溶材料在药物可控释放领域具有极大潜力。采用静电纺丝法制备HPMCAS微纳米纤维并对其纺丝参数进行优化。通过研究溶液浓度、纺丝电压、纺丝距离及混合溶剂配比的影响行为,确定制备HPMCAS纳米纤维的最佳工艺参数。通过正交实验及单因素变量设计获得最佳实验条件为：溶液浓度12wt%,电场强度20kV,纺丝距离20cm,溶剂比例CH3OH∶DCM=4∶6。该条件下获得的纤维形貌良好、分布均匀,平均直径为363nm。将为HPMCAS纳米纤维作为智能pH控制药物缓释/控释材料提供理论和实验基础。     

静电纺制备CS/PVP纳米纤维膜纺丝工艺的研究

为研究静电纺丝工艺对CS/PVP纳米纤维膜纤维形貌和直径的影响,以甲酸为溶剂配制质量分数为4%的CS溶液,以无水乙醇为溶剂配制质量分数为35%的PVP溶液,将PVP溶液与CS溶液按质量比90∶10混合,搅拌均匀作为纺丝液,调节纺丝电压、接受距离和纺丝速率分别制备纳米纤维,借助扫描电镜(SEM)观察制备的纳米纤维形貌.结果表明,在选定的纺丝工艺参数中,纺丝电压对纤维的形貌和直径影响较大,而纺丝速率和接受距离对纤维的形貌和直径影响相对较小;当纺丝电压为18 k V、接受距离为12 cm、纺丝速率为0.2 m L/h时,纤维形貌较好.     

静电纺丝素纳米纤维工艺影响分析

静电纺丝法可获得纳米级丝素纤维,后者可广泛应用于组织工程、伤口包覆及药物控释等.以甲酸为溶剂,溶解再生丝素室温干燥膜进行静电纺丝.根据静电纺丝原理,研究了质量分数、电压和电场等工艺参数对纤维形态的影响.结果表明：纤维直径与质量分数具有高度显著线性关系,纤维直径随质量分数的升高而增大;纤维直径开始随电压的增加而变小,之后变大;相同电场强度下,高电压/长距离式电场制备的纤维直径小.     

氧化锌纳米纤维的制备及其形貌调控

为制备形态均一、形貌良好的氧化锌纳米纤维,通过改变前驱体溶液的溶剂体系和煅烧温度,对静电纺丝方法制备出的纳米纤维进行微观形貌调控,并利用扫描电子显微镜、X衍射仪、全自动气体吸附仪等对制备的氧化锌纳米纤维进行表征。结果显示,当乙酰丙酮/N,N-二甲基甲酰胺混合溶液作为前驱体溶液中的溶剂组分、热处理温度为500℃时,所得氧化锌纳米纤维形貌均一,纤维直径约为200 nm,呈现出均匀的颗粒堆积状,比表面积约为9.03 m²/g,氧化锌纳米纤维对紫外光有着优异的吸收性能,且禁带宽度可达3.18 eV。     

静电纺纳米纤维支架在组织工程中的应用进展

综述了采用静电纺丝制备的纳米级纤维在人工皮肤、骨组织引导、神经修复、血管移植和心肌与骨骼肌再生等组织工程领域中作为支架材料的应用进展.     

PVK纳米纤维的电纺制备及表征

以甲苯和N,N二甲基甲酰胺(DMF)混合液为溶剂,采用静电纺丝法制备了PVK纳米纤维;通过扫描电子显微镜(SEM)对纤维形貌进行了表征,并进一步研究了浓度、纺丝电压及纺丝距离等实验条件对纤维形貌的影响;采用荧光发射光谱及荧光显微镜对电纺纤维进行了光学表征.结果表明:纤维直径随着纺丝溶液质量分数的增加而增大;随着电压的增加先减小后增加;随着纺丝距离的增加而减小.荧光显微镜分析表明:PVK电纺纤维在紫外光照下发蓝紫光.荧光光谱分析表明:与PVK薄膜比较,PVK电纺纤维在437 nm处出现一个新的发射峰.     

Co9S8@CNFs复合材料的制备及其在锂离子电池的应用

静电纺丝是一种使聚合物在高压静电场作用下进行拉伸纺丝的纤维制造工艺。静电纺丝制备方法简单,成本低且易纺出微纳米级的纤维,在材料化学领域被广泛应用。采用硫杂杯芳烃构筑的多硫高核笼簇化合物（Co₄₈）为负载物,以聚丙烯腈（PAN）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）共混物（PAN/PMMA）为纺丝载体,通过静电纺丝技术,制备了负载Co₉S₈纳米颗粒的碳纳米纤维（Co₉S₈@CNFs）。分别以PAN和PMMA质量比为10∶0、7∶3和5∶5的纺丝载体制备复合物纳米纤维,将其热处理后得到的碳纳米纤维复合材料作为电极材料用于锂离子电池材料的研究。与Co₄₈晶体煅烧的产物相比,PAN和PMMA的加入对最终产物的电化学有促进作用。由PAN和PMMA混合物制备的复合物材料兼具较高比容量、良好循环稳定性以及倍率性能。     

静电纺丝及其在纳米级丝素纤维制品开发上的应用

介绍了静电纺丝的原理及纺丝工艺的主要参数对静电纺制品结构的影响，并着重阐述了静电纺丝在以再生丝素蛋白溶液为原料制备纳米级丝素纤维上的应用。最后分析了静电纺丝技术的发展前景。     

POSS-PU纳米纤维膜的制备

研究多面体倍半硅氧烷(POSS)改性聚氨酯纳米复合材料的制备方法,并采用静电纺丝技术制备POSS-PU纳米纤维膜.通过改变纺丝电压、纺丝液浓度、接收距离、挤出速率、POSS浓度,借助扫描电子显微镜分析了各参数对纤维形貌的影响.分析结果表明:DMF/THF混合溶剂质量比为1∶2、电压为20 k V、接收距离为20cm和挤出速率为0.8 m L/h时所制得的纳米纤维膜形貌最好.而且POSS的加入有助于纳米纤维的细化.     

聚焦接收电极制备定向排列纳米纤维阵列

以聚丙烯腈（PAN）/N,N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液为纺丝原液,利用静电纺丝方法制备纳米纤维,采用聚焦电极作为纳米纤维接收装置,研究了不锈钢棒数量、接收距离、溶液浓度、溶液流速、电压以及电极转速等参数对于纺丝过程及纤维沉积形态的影响规律。选用聚焦电极作为纳米纤维接收装置不仅可以使获得的纤维集合体呈现悬浮状态,而且使纤维能够定向排列,为扩大静电纺纳米纤维的研究应用提供了便利条件。     

PA6/PVA复合纳米纤维的制备及性能研究

采用静电纺丝法制备了PA6/PVA复合纳米纤维.分析了不同质量比的PA6/PVA共混纺丝溶液的粘度、电导率、表面张力,并探讨其静电纺丝效果.采用扫描电镜、红外光谱、表面张力仪等对纳米纤维膜的形貌结构、成分相容性及亲水性能进行表征.结果表明,在纺丝电压为19kV、纺丝距离为20cm、丝液流量为0.2mL/h的条件下,共混溶液质量比为12%∶4%时的静电纺丝所得纤维具有良好的形貌,复合纳米纤维中PA6与PVA具有良好的相容性,并有效地克服了纯纺PVA纳米纤维在水溶液中出现的过度溶胀问题.     

共混对静电纺丝素纳米纤维形态结构的影响

以质量分数98％的甲酸为溶剂，将壳聚糖、明胶及电解质分别与再生丝素共混制备纺丝液进行静电纺丝，用扫描电镜观察其形态结构，并与在相同工艺条件下静电纺丝素纳米纤维进行比较。结果表明：质量分数为13％的丝素纺丝液中加入4％壳聚糖的电纺丝断头减少，纤维直径下降。低质量分数丝素溶液中共混明胶后电纺丝中的珠状物和断头明显减少，并有利于其在生物组织工程中的应用。质量分数为11％的丝素纺丝液中加入1％LiBr和0．8％Na2B4O7的共混电纺丝完全消除了珠状纤维及断裂现象，形成细而均匀的规整纤维。     

水溶性纳米级纤维毡的纺制工艺

静电纺丝是制备超细纤维和纳米纤维的新方法。静电纺丝能纺制直径在几十纳米至几微米之间的纤维并使其形成无纺布状的纤维毡。本实验在研制静电纺丝装置的基础上，以水溶性高聚物聚乙烯醇水溶液为纺丝液，制得直径在100nm～600nm的纤维。通过调节电压、纺丝液浓度及喷丝口与接收屏之间的距离等工艺参数得到不同粗细的纳米级纤维毡，研究了静电纺丝过程和工艺参数与纤维的表面形态特征之间的关系。研究结果表明，只有在一定的条件下，才能纺得稳定的和粗细均匀的纳米级纤维。