静电纺PAN/PVP亲水纳米纤维膜的制备及其空气过滤性能研究

相较于传统纤维材料,纳米纤维膜因其高比表面积和超细孔隙率更适合用作空气过滤材料,此外传统的聚丙烯(PP)过滤材料亲水性差,水汽易聚集从而降低其过滤性能;针对传统空气过滤材料亲水性差的问题,基于静电纺丝的方法,以聚丙烯腈(PAN)和强亲水性的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为纺丝原料,制备了PAN/PVP纳米纤维膜,探讨了亲水材料PVP对其纳米纤维膜亲水和过滤性能的影响。采用傅里叶红外光谱、扫描电镜表征了纳米纤维膜的结构,由于亲水性材料PVP的引入,纺丝时纤维中静电导通性好,纺丝液能很好地被拉伸,使纤维直径变小,PVP添加质量为30%时纳米纤维膜的平均直径最小为358.12nm;此外,PVP的引入提高了纳米纤维膜的亲水性能,PVP添加质量为40%时其静态接触角为(11.5±2.5)°;但纳米过滤膜亲水性的增加会影响其过滤效率,PVP添加质量为10%时纳米纤维膜的过滤效率最高为83.4%±3.6%,纤维膜克重为1.17g/m²时品质因子最高为0.10Pa^-1,纳米纤维膜具有优异的循环稳定性,300min内过滤稳定性好且过滤压力较低,可应用于对循环过滤性能...     

静电纺丝法制备聚苯乙烯微纳米纤维膜及其过滤性能

采用静电纺丝法制备聚苯乙烯(PS)微纳米纤维膜,研究了静电纺丝工艺对PS纤维膜微观形貌、纤维直径以及孔隙尺寸分布的影响,并表征了其对固体颗粒物的过滤性能。结果表明:随着纺丝电压和接收距离的增加,PS纤维膜的直径和孔隙尺寸均减小且分布集中,随着推进速率增加,PS纤维膜的直径和孔隙尺寸逐渐增加且分布范围变宽;当纺丝电压为24kv,收集距离为24cm,推进速率为0.318mL/h时所得PS纤维膜的直径和孔隙中位径分别为940.1nm和1979.4nm,过滤尺寸范围为0.1~35μm的固体颗粒后,剩余颗粒的平均粒径仅为2.19μm。     

静电纺聚苯乙烯纳米纤维膜的制备及其性能

采用静电纺丝方法制备了疏水性聚苯乙烯(PS)纳米纤维膜。研究了添加0.5wt.%十二烷基硫酸钠(SDS)对PS纺丝溶液性能以及纳米纤维膜形貌结构的影响,内容涉及PS纳米纤维膜厚度对膜的平均孔径和孔径分布的影响分析,该膜的水接触角和孔隙率的测试等。最后,采用直接接触式膜蒸馏(DCMD)装置测试了不同厚度PS纳米纤维膜在蒸馏水和35g/L NaCl溶液中的水通量和截留率。研究结果表明了平均孔径约为0.19μm、厚度约为150μm、孔隙率约为84%、接触角约为114°的PS纳米纤维膜的水通量约为19.4kg/m~2h,截留率大于99.99%,适合应用于DCMD领域用于盐溶液和海水淡化。     

静电纺纳米纤维膜在空气过滤领域的研究进展

介绍静电纺丝技术的原理及纳米纤维膜过滤机理,重点阐述纳米纤维膜、复合纳米纤维膜及功能型纳米纤维膜在空气过滤领域的发展状况,总结静电纺纳米纤维膜在产业化中面临的问题和未来发展趋势。认为低成本、高强度、功能化的静电纺纳米纤维膜是今后的发展趋势。     

空气过滤用静电纺纳米纤维材料的研究进展

介绍了静电纺丝技术在空气过滤方面的应用,回顾了纤维过滤材料的发展历史,并详细阐述了静电纺纳米纤维毡、复合型纳米纤维毡和抗菌性纳米纤维毡等过滤材料在国内外的研究进展。     

电纺制备聚丙烯腈/聚偏氟乙烯复合纤维膜及其空气过滤性能

以聚偏氟乙烯(PVDF)为芯层,聚丙烯腈(PAN)为皮层,通过同轴法静电纺丝技术制备PAN/PVDF纳米复合纤维膜。通过向纤维膜的皮层中加入纳米硅粉、气相白炭黑、硅溶胶三种不同的纳米粒子和改变皮芯层溶液挤出速度对PAN/PVDF纳米纤维膜进行结构优化。同时,采用BET、SEM、水接触角、纤维强度仪等对纤维膜的孔结构参数、表面形貌、亲水性、力学性能等进行研究。结果表明:在皮层中加入硅溶胶后的溶液导电能力达到32.90 μL/cm,PAN/PVDF纤维膜力学性能最好,纵向断裂强度达到13.02 MPa。含有硅溶胶的口罩布的品质因子达到0.0236,远大于纯聚丙烯(PP)无纺布的品质因子(0.0127),过滤性显著提高。      

静电纺聚乳酸纳米纤维复合滤料的过滤性能研究

将聚乳酸颗粒加入到质量比为8:2的三氯甲烷与N-N-二甲基甲酰胺的混合溶剂中,室温下配置质量分数为10%的纺丝液,采用静电纺丝法制备了平均直径在620nm左右的聚乳酸纤维。以聚乳酸熔喷非织造布为基布,通过控制纺丝时间的不同得到了负载不同厚度纳米纤维层的可生物降解的复合过滤材料。通过对各试样的孔隙率、孔径及孔径分布、过滤效率的测试发现:随着纺丝时间的增加,复合材料孔隙率不断下降,孔径不断减小,纺丝3h时,孔径基本减小到原先的一半,且分布相对集中,大大地提高了普通过滤材料的过滤效率。     

麦饭石/聚乳酸纤维膜的制备及其空气过滤性能

为解决当前过滤材料过滤效率低,对空气中悬浮颗粒不能进行有效过滤,并因其不可降解而造成对环境的二次污染问题。本文以左旋聚乳酸(PLLA)为原料,加载天然麦饭石颗粒,通过静电纺丝法制备了可降解的麦饭石/PLLA复合纤维薄膜.利用场发射扫描电镜(FE-SEM)、红外光谱(FTIR)、介电常数测试,过滤性能测试、热失重分析(TGA)对麦饭石/PLLA复合纤维膜微观结构及其对空气中悬浮微粒的过滤性能进行了表征测试.结果表明：复合纤维膜的纤维表面呈扁平状,中间塌陷成沟,并且隔一段距离出现类似竹节状的“结节”,纤维平均直径为644 nm.经测定,复合纤维薄膜的介电常数为3.02,明显高于一次性医用口罩.复合纤维膜对粒径≥1 μm、≥ 2.5 μm、≥10 μm的悬浮颗粒平均过滤效率分别为88.94%、95.41%、96.18%,过滤初阻力稳定维持在35~39 Pa.TGA定量分析表明复合纤维膜对烟气总吸附率大于31.2%,对比医用一次性口罩,复合纤维膜过滤效率明显增强.     

静电纺丝法制备聚苯乙烯超疏水纤维的研究进展

作为一种可制备超疏水表面的聚合物,聚苯乙烯受到了广泛关注,其潜在的应用范围包括燃料领域、光学领域、生物医学领域、金属防锈等。早期的研究主要集中在静电纺丝过程参数对纤维结构的影响,确认获得超疏水性能的必要条件,其中最基本的是纤维膜织物要存在微纳结构;然后是优化过程参数,尝试添加纳米粒子,在获得其他性能的同时,保持或进一步提高其疏水性能;如今对疏水膜的研究重点集中在实际应用方面,即增加其机械性能,以期能够具有更好的用途。     

Multi-Unit Needleless Electrospinning for One-Step Construction of 3D Waterproof MF-PVA Nanofibrous Membranes as High-Performance Air Filters

The airborne particulate matter (PM) seriously threatens people's health. Personal protective equipment with electrospun nanofibers is an effective method to make people away from air pollutants. Herein, 3D waterproof melamine-formaldehyde polyvinyl alcohol (MF-PVA) nanofibrous membranes are fabricated by a one-step method combining multi-unit needleless electrospinning and a thermal treatment device in a line. 3D nanofibrous structures can be controlled by adjusting the solution concentration of each unit. The PVA nanofibrous membranes become waterproof after cross-linking with MF resin in the following thermal treatment device. The optimized MF-PVA nanofibrous membrane shows excellent air filtration performance (97.3% for PM_0.3, 100% for PM_1.0, and 100% for PM_2.5) and low air resistance (76 Pa). These 3D waterproof MF-PVA nanofibrous membranes exhibit ultra-stable performance in various practical environments.     

MWCNTs/PVC电纺纤维及其力学性能

用静电纺技术制备了多壁碳纳米管/聚氯乙烯(MWCNTs/PVC)超细纤维,对复合纤维的形貌、结构、结晶行为及热稳定性进行了分析测试,着重研究了复合纤维膜的力学性能与MWCNTs用量的关系。结果表明,MWCNTs能有效地分散于PVC溶液中,并成功纺出MWCNTs/PVC超细纤维。随着MWCNTs含量的增加,纤维直径变细,改善了纤维的结晶性,但热稳定性变差。纤维膜的拉伸断裂强度和断裂伸长率随MWCNTs含量增加出现先增加后下降的趋势。     

同轴共纺技术制备聚苯乙烯中空亚微米纤维

利用同轴静电纺丝技术制备出壳层为聚苯乙烯(PS),芯层为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的壳-芯结构复合纤维,通过除去芯层PVP,成功地制备出了PS中空亚微米纤维。并对其进行了TEM、SEM测试。结果表明,纺丝过程中内、外液流速比值K直接影响着复合泰勒锥的形成及复合纤维的微观形态,且复合纤维平均直径随K值的增大而减小。     

羽毛角蛋白/PVA复合纳米纤维膜的制备及表征

以羽毛角蛋白(FK)和聚乙烯醇(PVA)为原料,水为溶剂,通过静电纺丝技术制备了FK/PVA复合纳米纤维膜。探讨了复合纳米纤维中FK与PVA的相容性,研究了FK的添加对纤维膜微观形貌、结晶度、热稳定性、亲水性等性能的影响。SEM结果表明,在聚合物总质量分数为14%的条件下制备的FK/PVA复合纳米纤维,表面平整光滑,平均直径为250~320nm,FK含量越大,直径越小。FTIR结果表明,FK与PVA具有良好的相容性,分子间存在氢键作用力。XRD结果表明,FK的加入破坏了PVA分子的规整排列,复合纳米纤维膜的结晶度下降。TG分析与接触角测试结果表明,随着体系中FK配比的增大,复合纳米纤维膜的热稳定性和亲水性均得到提高。     

共混聚乳酸调控玉米醇溶蛋白超细纤维膜的形貌与性能

利用静电纺丝制备出玉米醇溶蛋白（zein）/聚乳酸（PLA）复合超细纤维,通过场发射扫描电镜（FE-SEM）观察了不同共混质量比超细纤维的形貌。然后通过对不同共混质量比的超细纤维膜进行红外光谱（FT-IR）和差示扫描量热（DSC）测试,分析比较了不同共混质量比复合超细纤维膜的结构,并进行了力学性能测试。结果表明,PLA...     

静电纺丝法制备金纳米粒子/PVP复合纳米纤维

采用水合肼还原一定浓度氯金酸溶液的方法,在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作保护剂的乙醇/水溶液中,成功制备出粒度较小,且高度分散的金溶胶,紫外吸收光谱证实了溶液中金纳米粒子的存在.采用静电纺丝技术制备了AuNs/PVP复合纳米纤维.采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等分析手段对纤维的表面形貌等进行了表征.由扫描电镜...     

电纺丝法制备聚环氧乙烯超细纤维

采用静电纺丝的方法制备出聚环氧乙烯超细纤维。通过场发射环境扫描电子显微镜(ESEM)对超细纤维的形貌及直径分布进行了表征。研究了纺丝过程中溶液浓度、不同溶剂和射流长度三个参数对纤维形态的影响。研究结果表明,水溶液的浓度对得到连续的超细纤维起决定性作用。在电纺丝的工艺参数中,混合溶液的性质对纤维的形态和直径分布影响很大;对于不同的溶液体系也要采取不同的射流长度。     

UPM／PHBV超细静电纺纤维毡的制备

以改性不饱和聚酯／聚（3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯）（UPM／PHBV）为基体，通过正交设计，研究了电纺原液浓度、有机盐的添加量、静电压、挤出速率、接收距离等参数对该共混体系纤维毡静电纺成形的影响，结果表明，通过控制-定的静电成形条件可以调控得到不同直径和不同多分散程度的超细纤维。     

气流电纺丝基夹心净化材料的制备与表征

纳米TiO2作为一种高效、无毒的光催化剂,在环保领域得到了广泛应用。其应用首先应考虑和解决的就是其有效负载问题。文中采用气流电纺法制备了TiO2/尼龙6(PA6)纳米复合纤维。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线能谱仪(EDX)和热重分析(TG)等技术手段对纤维形貌与结构进行了表征,并采用Shake Flask法对纤维抗菌性能进行了测试。结果表明,气流电纺纤维的平均直径在60 nm～65 nm之间,杀菌率最高可达99.74%。通过热压将此纤维制备成"夹心"式净化材料,其对1μm的PS微球的过滤效率可达99.50%。     

静电纺丝法机理及其在无机中空微/纳米纤维制备中的研究进展

静电纺丝是一种简单、有效的生产微/纳米纤维的技术。中空微/纳米纤维的制备是近年静电纺丝法研究的三大突破之一。回顾了静电纺丝法历史沿革,简述了静电纺丝基本机理及纺丝过程中射流存在的几种不稳定性形式。重点介绍了该技术在制备无机中空微/纳米纤维上的最新研究成果,最后展望了其未来的发展方向。