静电纺丝法制备超吸水纤维的研究

介绍了静电纺丝的装置及原理 ,对影响静电纺丝工艺的参数 (如溶液浓度、纺丝电压、固化距离、喷头孔径等 )进行了研究 ;通过光学显微镜和扫描电子显微镜观察了所制得超吸水纤维的形态结构 ,对纤维的吸水性能进行了测试     

高压喷气雾化静电纺制备聚丙烯腈纳米纤维

提出了一种高压喷气雾化静电纺丝制备纳米纤维的方法。通过电场力和气流力的双重作用原理制备了聚丙烯腈(PAN)纳米纤维,分析了纺丝液浓度、纺丝电压、气压和接收距离等纺丝的主要工艺参数对成形的PAN纤维的形态和直径的影响。结果表明:纺丝液浓度、纺丝电压、气流压力和接收距离等工艺条件对纤维的形态和直径有明显的影响。当纺丝液的质量分数为11%,纺丝电压为30kV,气流压力为0.8MPa,纺丝距离为40cm时,成形纤维的直径较细且均匀。     

静电纺PA6/CS复合纤维膜的过滤性能研究

采用自制单喷头静电纺丝设备,以聚丙烯熔喷非织造布为基布,制备静电纺聚酰胺6/壳聚糖(PA 6/CS)复合纤维膜,研究了静电纺丝时间对复合膜表面形貌、孔径和过滤性能的影响。结果表明:随着静电纺丝时间增加,复合纤维膜对Na Cl气溶胶的过滤效率显著增加,过滤阻力明显增加,品质因子先增加后减小;连续纺丝90 min后,复合纤维膜的过滤效率达到99%以上。     

聚合物熔体微分静电纺电场对射流的影响及其物理模型

为研究电场强度及接收装置材质对无针静电纺丝射流效率和射流分布均匀性的影响,在提出的熔体微分直线静电纺丝装置上,通过改变纺丝电压和接收装置材质,分析了喷头端最大电场强度和电离电荷对射流效率及均匀性的影响。结果表明:喷头端电场强度越大,射流效率越高,射流分布越均匀;当接收端的局部电压高于喷头端的电压时,电离离子宏观上表现出向喷头端运动,会抑制射流的形成;在高压收集端铺设电阻值为2.7×10⁵ Ω的纸,可以实现电离电荷的二次均匀分布,消除局部离子流引起的射流缺失现象;在接收装置上铺设电阻值大于1.0×10¹¹ Ω的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)会增加纺丝回流的电阻,导致电荷在PET上聚集,反作用削弱喷头端的电场强度,引起射流效率的降低。     

静电纺丝素纤维的微细结构

以再生丝素甲酸溶液为纺丝液,在质量分数为9%时,研究电压、喷丝头到接收屏之间的距离(C-SD)对静电纺丝素纤维微细结构的影响。结果表明,在相同C-SD(10 cm)不同电压和相同电压(12 kV)不同C-SD的条件下,质量分数为9%的再生丝素甲酸溶液具有良好的静电可纺性。当C-SD为10 cm时,随电压的升高,静电纺丝素纤维的分子构象变化复杂,纤维的结晶度也呈无规律性变化;当电压为12 kV时,随C-SD的增加,静电纺丝素纤维内无规和α-螺旋构象的分子含量增加,纤维的结晶度呈现先略增大后大幅下降的趋势。     

多曲面喷头静电纺射流形成机制与成膜特性

为实现微纳米纤维的批量化制备,研究了一种新型多曲面喷头静电纺丝装置。利用ANSYS Maxwell 3D仿真软件模拟多曲面喷头的电场强度分布,探究了自由液面射流形成的理论公式。通过多曲面喷头制备了不同质量分数的聚丙烯腈(PAN)微纳米纤维膜,并借助扫描电子显微镜等对纳米纤维膜的形貌及产量进行表征。结果表明:喷头曲面顶部电场强度最大,高聚物液体易产生波动不稳定现象,当电场力大于液体表面张力时将打破平衡状态,从而产生多股射流;通过该静电纺丝装置获得了光滑无串珠的PAN微纳米纤维,其直径随PAN质量分数的增加而增加,且产量是传统单针头的103倍。     

水溶性聚乙烯醇纳米纤维毡的制备与表征

采用静电纺丝技术制备了聚乙烯醇(PVA)纳米纤维毡,主要考察了纺丝液浓度和纺丝电压对静电纺纤维形成及其微观形貌的影响。实验结果表明:纺丝液的浓度对纤维的形成和形貌起着决定性作用,随着PVA质量分数的增加,在纺丝过程中纺丝液逐渐从液滴转变为均匀的纤维,纤维直径逐渐增加,当纺丝液的PVA质量分数为6%时,纤维形貌最佳;随着纺丝电压的提高,纤维平均直径先是有一定程度的降低,但随后降低幅度变得很小。通过实验确定了制备PVA纳米纤维毡的最佳工艺为:纺丝液的PVA质量分数6%,纺丝电压18kV,接收距离11cm,挤出速度0.5ml/h。     

静电纺聚砜酰胺纳米纤维的制备与性能表征*

利用自制的静电纺丝装置制备了一系列聚砜酰胺（ PSA）纳米纤维,并探讨了PSA纺丝液固含量、纺丝电压及纺丝距离对PSA纤维形态结构、结晶性能和热性能的影响。试验结果表明：当纺丝液固含量为12％（质量分数）、纺丝电压为28 kV和纺丝距离为15 cm时,可制得直径小于100 nm的PSA纳米纤维;纺丝液固含量、纺丝电压及纺丝距离对纤维结晶性能及热性能均有一定的影响,其中纺丝距离对两种性能的影响较为复杂。     

静电纺再生丝素纳米纤维形态结构的研究

以98％甲酸为溶剂溶解再生丝素室温干燥膜后,采用静电纺丝纺制丝素纳米纤维;采用扫描电镜观察其形态结构：研究并分析了纺丝液质量分数、电压、喷丝头到收集网的距离、纺丝管口径对纤维直径及形态的影响。结果表明：质量分数为11％-19％的纺丝液静电纺丝均能获得丝素纳米纤维,质量分数为11％、13％,电压为32kV,固化距离为7cm时,能够获得平均直径分别为91、96nm的纳米纤维：纤维直径随纺丝液质量分数的增加而增大,随电压的增大而减小,可根据纺丝液质量分数和电压选择合适的固化距离和管口径。     

静电纺再生丝素蛋白纳米纤维膜的工艺及性能

以甲酸为溶剂,利用静电纺丝法制备了再生丝素蛋白纳米纤维膜,系统地研究了纺丝液质量分数,纺丝电压、纺丝液流速及接收距离对纤维形貌和直径的影响.结果表明,在制备直径250 nm以下、表面光滑且均匀的纤维时,纺丝液质量分数和电压是影响纤维形貌和直径的2个主要因素,且体积分数90%乙醇溶液处理能促进丝素蛋白纤维的结构从无规卷曲...     

双喷头系统静电纺丝实验模拟

静电纺丝法是制备纳米纤维最重要的途径之一.近年来国内开始了对多喷头静电纺丝性能的研究,但对其电场理论的研究却很少.本文拟以ANSYS有限元分析软件分析双喷头系统两喷丝管的局部电场,以便研究双喷头系统的纺丝过程及其不稳定性,为静电纺丝多喷头的设计及其产业化的应用提供理论依据.1实验1.1材料与仪器试剂:聚氨酯(PU,韩国采购,化学纯),丙酮(中国上海试剂总厂,分析纯),DMAc(上海凌峰化学试剂有限公司,分析纯).     

高压静电加载形式对聚合物熔体静电直写制备效果的影响

为探究熔体静电直写制备过程中电极正接与反接造成的差异，利用ANSYS对不同高压静电加载形式下纺丝区间的电场强度大小、分布以及电场方向进行了模拟分析，并从产生射流临界电压、射流速度、纤维直径、纤维沉积精度等方面进行了实验对比。模拟结果与实验结果相互印证：电极正接的情况下喷头处电场强度较反接高出14%左右，纤维直径更细，射流速度更快，相同距离下产生射流所需要的临界电压仅为反接的35%～74%;电极反接的情况下接收板位置电场强度较正接高35%左右，电场强度分布更加均匀，电场方向更加一致，更有利于提高纤维在电场中的稳定性，纤维沉积偏差较正接降低35%～51%。     

多喷嘴喷气织机的节气研究

在保证引纬顺利的前提下,降低喷气织机主、辅喷嘴的气耗是降低织机能耗的关键.文章详细分析了多喷嘴喷气织机气耗产生的位置和特点,提出了节气降耗的相关措施,包括合理确定主辅喷嘴的安装位置,优化两者喷射时间的配合等.     

辅助电极作用下双喷头静电纺丝电场及射流受力分析

 双喷头静电纺丝过程中,喷头间电场相互干扰,带有相同电荷的两条射流相互排斥,使得纺丝连续性下降且纤网分布不均匀。本文通过在两喷头处各装有相同形状的圆锥形辅助电极来降低电场间的干扰,实验表明,装有圆锥形辅助电极的双喷头静电纺丝射流连续性好,纤网分布均匀且纤维直径更细。最后通过Ansoft Maxwell 3D电磁场分析软件对静电纺丝电场进行建模仿真,并模拟射流受力,从而进一步阐明辅助电极屏蔽电场的作用。     

静电纺工艺对PA6/MWNTs纳米纤维纱结构与性能的影响

 以PA6、多壁碳纳米管（MWNTs）为原料,利用自制的静电纺丝装置,探索了碳纳米管增强PA6纳米纤维纱的连续静电纺丝。研究了纺丝电压、纺丝高度、电场强度等参数对PA6/MWNTs纳米纤维纱的结构与性能的影响。结果表明：随着电压的增大,纤维和纱线的直径、纤维结晶度、断裂强力增加,纤维间黏连减少;随着纺丝高度的增加,纤维的定向排列程度、纤维结晶度提高,纱线断裂强度和初始模量增加;电场强度一定时,随着电压和纺丝高度的增加,纤维的平行排列程度提高,纱线的断裂强力、断裂伸长率、初始模量和断裂强度都增大。     

矩形排列四喷头喷气静电纺纳米纤维的制备

为了提高纳米纤维的产量,设计了一种矩形排列的四喷头组合式静电纺丝装置.模拟不同喷丝单元间距时的电场分布,研究了电场分布对纳米纤维的射流、产量、面积和纤维形貌的影响.研究发现,纳米纤维的产量和面积随着喷丝间距的增加先增大后减小.在喷丝单元间距为9cm时,喷丝效果最好,纳米纤维的产量最大为2.266 7g/h,喷丝面积最大.喷丝单元的间距对纤维的形貌影响不大.     

影响熔融静电纺聚丙烯纤维直径的工艺因素

针对聚丙烯熔融静电纺纤维直径难以细化问题,以熔体流量、聚合物熔体温度、施加电压、喷丝头与接收台的接收距离、电场力等为影响因素进行研究。结果表明：流量为0.05 mL ∕h 时可以纺出连续的纤维且纤维直径也随流量的增大而增加;当聚合物熔体 ∕ 喷丝头温度超过260 ℃∕280 ℃时,继续升高温度纤维直径不会继续降低;电场力恒定时,随着接收距离增加,纤维直径减小的趋势逐渐变缓,到30 mm 之后,纤维直径基本不变。考虑综合因素,最终选取的工艺参数：熔体流量为0.05mL ∕ h,聚合物熔体 ∕ 喷丝头温度为260 ℃ ∕ 280 ℃,电压为-24.6 kV,距离为30mm,在此条件下纺得纤维的平均直径为6.23μm,标准差为1.42。     

双锥面熔体微分静电纺中电场分布的有限元分析

为获得最佳的熔体微分静电纺丝结构参数,采用有限元分析软件ANSYS对多层锥面无针熔体微分静电纺丝中的电场分布进行模拟,分析了双锥面特征设计参数对纺丝尖端场强的影响,分别讨论了内圈直径和内圈伸出距离对内外圈纺丝尖端及纺丝路径场强分布的影响。ANSYS数值模拟结果表明:增加锥面层数会减弱最外圈纺丝尖端的电场强度;对于双锥面熔体纺丝装置,内锥面直径大小对纺丝尖端场强分布的影响不明显;当内锥面伸出距离增大时,内外圈纺丝尖端场强的差值先减小再增大;当内锥面直径为26 mm,内圈伸出距离为6 mm时,内外圈纺丝尖端电场强度分布最相似,能够保证内外锥面制备的纤维射流间距相同,实验结果和模拟结果一致。     

Effect of nozzle polarity and connection on electrospinning of polyacrylonitrile nanofibers

In this study, two power supplies having positive/ground and negative/ground electrode output ends were used separately for electrospinning of polyacrylonitrile nanofibers. Depending on type of power supply and electrode connection, electrospinning led to different fiber diameters and deposition areas. The nozzle was connected to a high voltage end while the collector was grounded. Regardless of power supply used, finer fibers with a larger deposition area were obtained, compared to that using the same setup but with a reverse electrode connection. With an increase in the applied voltage, fiber deposition area, and productivity increased for all electrode connections. Grounded nozzles provide much better control over fiber deposition than the reverse electrode connections. Finite element modeling was used to analyze the electric field profile in the electrospinning zone. It was revealed that high electric intensity was mainly located in the part that was charged with a high voltage electrode, which could explain the differences in fiber diameter and deposition area.