熔体微分静电纺丝法制备聚丙烯共混超细亲水纤维

利用自制熔体微分静电纺丝装置,将聚丙烯(PP)与3种亲水改性剂——纳米碳酸钙、十二烷基苯磺酸钠和亚雷森7008进行共混,成功制备了PP共混超细亲水纤维,并对纤维的亲水性能进行测试。结果表明:制备的纤维的直径主要集中在2~6μm,有效产量约为9 g/h;亚雷森7008的亲水改性效果最好,当亚雷森7008质量分数为5%时,单位质量共混纤维的吸水率为1269%,输水速率为3.48g/(min?g);随着改性剂含量的增加,纤维直径先增大后减小,芯吸高度增加,亲水改性效果更好。     

熔体微分静电纺丝法制备PP微孔纤维及亲水实验

分别使用三种不同成孔剂(纳米CaCO3、固体石蜡、混合无机盐)和亲水剂(亚雷森7008)与聚丙烯(PP)熔融共混,通过自制熔体微分静电纺丝装置制备PP复合纤维,再利用后整理方法除去三种成孔剂,得到亲水型PP微孔纤维。结果表明,熔体微分静电纺丝法可以成功制备三种不同共混体系的复合纤维,纤维直径分别集中在5~6μm(纳米CaCO3),2~3μm(混合无机盐)和1~2μm(石蜡),明显小于纯PP纤维;利用后处理方法均得到具有不同表面粗糙度并带有微孔结构的复合纤维;水分子沿纤维的水平输送与竖直输送过程是相互制约的。     

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。     

超支化聚合物在熔体静电纺丝中的应用

采用不同分子量、不同含量的超支化聚酯对聚丙烯进行改性,研究超支化聚合物对聚丙烯熔体电纺纤维直径的影响.结果表明:超支化聚酯可以显著降低聚丙烯纤维直径,不同分子量的超支化聚合物对聚丙烯纤维直径影响有较大差异,当加入8份超支化聚酯H203(相对于质量为100份的聚丙烯)时,聚丙烯纤维直径可达到1～2μm,且分布均匀.     

激光熔体静电纺丝研究进展

简述了静电纺丝法的发展历程及研究概况,比较了溶液静电纺丝法和熔体静电纺丝法的优缺点;详细介绍了激光熔体静电纺丝法的优势,总结了目前激光熔体静电纺丝法制备聚合物及复合物微纳米纤维的工艺条件如激光输出功率、应用电压以及聚合物的物理性质等对纤维直径的影响;简要介绍了线激光熔体静电纺丝装置;指出目前激光熔体静电纺丝法制得的多为...     

毛细管熔体静电纺丝法制备热塑性聚氨酯纤维

由于热塑性聚氨酯具有耐磨性、抗凝血性、生物相容性较好及价格低廉等特点,聚氨酯纤维具有较高的断裂伸长率及良好的塑性变形能力,被广泛应用于服装、组织支架、伤口敷料等领域.熔体静电纺丝法具有无有毒溶剂残留、易产业化等特点.文章通过分析热塑性聚氨酯的可纺性,并利用自主产权的熔体毛细管静电纺丝设备对制备热塑性聚氨酯超细纤维的最佳...     

超细纤维熔体微分静电纺丝原理及设备

聚合物静电纺丝制备微纳米超细纤维的技术路线有两条：溶液法和熔体法。溶液法简单易行,但是存在溶剂污染和纤维孔洞等问题,工业化应用受到限制;熔体法无污染,纤维密实,但粘度大,纤维粗,产量低,而且设备复杂,因而研究较少。针对传统毛细管静电纺丝的不足,本文提出了聚合物熔体微分静电纺丝原理,自主研制出的5代仪器设备持续开展了一系列聚合物熔体微分静电纺丝的实验研究,所制备的超细纤维质地密实光滑,直径范围200-800nm,但喷头产量比毛细管提高2个数量级,从而为工业化应用奠定了基础。     

基于超临界CO2制备熔体微分静电纺聚丙烯纤维

通过密封的压力容器将聚丙烯（PP）和超临界CO2混合,形成气固均相体系,采用熔体微分静电纺丝法制备PP和超临界CO2均相体系纤维;研究超临界CO2混合以及混合后形成的均相体系进行升温处理对制备纤维的影响。结果表明,纯PP、PP和超临界CO2混合后形成的均相体系以及对均相体系升温处理后,制备的纤维平均直径分别为12.8、8.02、5.08 μm;PP和超临界CO2混合后,聚合物的黏度得到降低;PP和超临界CO2混合后,制备的纤维结晶度得到降低。     

相对分子质量分布对静电纺丝PA6纤维直径的相关性研究

聚合物原料的相对分子质量及其分布直接影响其静电纺丝纤维直径的大小及分布。选用不同相对分子质量的PA6,通过共混获得不同相对分子质量分布的PA6溶液,通过静电纺丝得到PA6纤维毡,并研究了静电纺丝成形中所得PA6纤维直径及其分布与其相对分子质量及其分布的关系。结果表明:PA6的相对分子质量分布曲线和所获得纤维直径分布曲线相似,宽的相对分子质量分布导致静电纺丝纤维直径分布更宽;对于不同浓度的PA6溶液,PA6相对分子质量增大,纺丝溶液黏度增大,溶液浓度增大,其黏度也增大;PA6相对分子质量分布与其纤维直径分布有一定的相关性。     

熔体静电纺丝中电极结构对电场和纤维的影响

采用Ansys数值模拟方法,建立了电场分析的有限元模型,研究了电极结构不同时的电场分布及其对纤维直径的影响,以及电压大小对纤维直径的影响。并进行了实验对照分析,发现电极结构包括圆板电极和圆环电极影响熔体静电纺丝的电场分布,但场强最大都出现在喷嘴处,并随接收距离的增大成不同趋势减小,但中空电极能集聚电场,稳定场强,获得更细的纤维。     

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。     

熔体静电纺丝装置中内外锥面喷头电场的研究

研制了一种新型熔体静电纺丝装置,研究其纺丝喷头为内外锥面不同形状时的电场分布规律及电场对纺丝过程和纤维直径的影响。采用有限元法(ANSYS软件)模拟纺丝电场,并与实验对照分析,发现两种情况下电场分布基本相同,外锥面喷头的最大场强明显比内锥面喷头大,纤维直径也较小,同时发现纺丝距离和外加电压对电场和纤维直径有较大影响。为进一步细化纤维,对内锥面喷头装置通入热风辅助纺丝,发现纺得纤维较外锥面更细,直径在10μm以内,最小平均直径约为3μm。     

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 %。     

熔体微分电纺聚丙烯复合纤维的工艺及成孔性研究

利用自制熔体微分静电纺丝装置探索聚丙烯(PP)分别与纳米碳酸钙(Ca CO3)、固体石蜡、混合无机盐3种不同共混体系的熔体电纺复合纤维的纺丝工艺,并利用后处理方法除去上述3种成孔剂,得到了表面粗糙并带有微孔的PP纤维。试验表明:在一定条件下,3种复合纤维均可由熔体微分电纺法制备,纤维平均直径分别为8.22、8.67和6.08μm,均小于纯PP纤维的12.10μm,纤维直径不随熔融指数增大而减小;气流辅助可以增加泰勒锥根数,当泰勒锥根数达到一定程度时,有助于射流的稳定和纤维的细化。3种复合纤维均可由后处理方法得到表面粗糙并带有微孔的结构:除去Ca CO3的纤维微孔大小不一,分布不均;除去固体石蜡的纤维表面粗糙,有条状和块状凹痕;除去无机盐的纤维微孔相对较小,分布较均匀。与纯PP纤维相比,3种复合纤维的直径更细,表面更粗糙,可以起到增强材料的亲水性(或疏水性)的作用。     

熔体静电纺丝制备高通量微滤膜

为研制出低成本高效过滤微滤膜,对熔体静电纺丝制备的聚丙烯(PP)纤维过滤膜进行了探究,通过改变电压、风速及温度等参数对单、双电极熔体静电纺丝进行试验,得出熔体静电纺丝双电极电纺膜性能优于单电极电纺膜的结论。采用熔体静电纺丝双电极装置制备出平均纤维直径2μm的过滤膜,验证了采用熔体静电纺丝制备高通量过滤膜的可行性,通过对比得出熔体电纺过滤膜的纯水通量是市售孔径0.45μm PP过滤膜的5倍之多,且对大于其纤维直径的微粒的截留率高达95%以上,力学性能好,可用作预过滤膜对污水进行预处理。     

无针熔体静电纺丝的研究进展

无针熔体静电纺丝由于其不使用溶剂,并且有很高的纺丝效率,是目前纳米纤维绿色批量化制备的一种有效的工艺路线。介绍了无针熔体静电纺丝基本原理、工艺特点及研究的重难点,概述了国内外关于无针熔体静电纺丝的装置及工艺研究,并介绍了笔者团队的熔体微分静电纺丝技术,最后提出了几点对未来无针熔体静电纺丝研究重点的看法。以期增进对无针熔体静电纺丝在超细纤维绿色批量化制造的认识,并在此基础上有装置、工艺或理论上的新认识。     

熔体静电纺丝技术及其在生物医学中的应用

熔体静电纺丝技术不使用溶剂,可制备连续的超细纤维,在生物医学领域有着广泛的应用。从流体黏度、射流特点、纤维直径、纺丝效果方面比较了熔体静电纺丝与溶液静电纺丝的差异;介绍了近年来熔体静电纺丝的技术进展,如激光加热熔体静电纺丝技术、同轴熔体静电纺丝技术,以及熔体静电纺丝直写技术等;综述了熔体静电纺丝技术在组织工程、伤口敷料和药物释放方面的应用;指出熔体静电纺丝应进一步优化加工工艺,获得具有适度自粘结结构的支架,从而提高其应用性。     

熔体微分静电纺聚乳酸超细纤维膜热压增强工艺及性能研究

可降解材料高强透气纤维膜在食品、药品包装等领域需求迫切。为了解决这一问题,提出了一种聚乳酸包装膜制备技术。采用单因素实验探究了热压温度、压力和时间对熔体微分电纺聚乳酸微纳米纤维膜拉伸强度和断裂伸长率的影响;使用Design-Expert 11软件设计实验并对实验结果进行分析,利用响应面法优化纤维膜热压工艺参数,并对得到的最佳值进行了实验验证。结果表明：经响应面法优化后的最佳热压工艺参数为热压温度40℃、热压压力4 MPa、热压时间6 s,此条件处理后的聚乳酸纤维热压膜单向平均拉伸强度为27.613 MPa,相较未处理纤维膜拉伸强度提升149.89%,与预测值的相对误差为0.684%,证明拟合效果良好。热压处理可有效增强熔体微分电纺聚乳酸纤维膜的拉伸强度,提高聚乳酸纤维膜产品在包装领域的应用潜力。     

典型材料的熔体静电纺丝研究

采用自制的熔体静电纺丝设备,针对工业上常用于纤维制造的几种典型材料[聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)],分别进行熔体静电纺丝研究,并成功制得性能较好的纤维。通过大量实验发现,PA6纺丝前需要彻底的干燥,并且干燥温度最好低于130℃;PET对温度敏感,是很好的纺丝原料;PLA很容易降解,应尽量避免高温加工(230℃以下为宜);PCL粘度很大,纺丝纤维极易粘连,不适合直接用于熔体的静电纺丝。     

熔体静电纺丝直写技术在组织工程中的应用进展

熔体静电纺丝直写技术以其纤维直径、沉积形貌可控性高及无溶剂残留等优势,为高强度复杂形貌可控仿生组织工程（TE）支架的制备提供了巨大的空间,成为近年来的研究热点。本文首先简述了熔体静电纺丝直写技术相对于各类其他TE支架制备方法的优势;其次从工艺调控方面综述了熔体静电纺丝直写技术的工艺研究进展,并总结了实现复杂可控形貌TE支架的调控方法;随后从支架材料、形貌表征和细胞培养效果等方面综述了熔体静电纺丝直写技术的TE应用进展,并概括了该技术制备的TE拓扑结构支架的种类及特点;最后指出熔体静电纺丝直写技术具有广阔的研究前景,且该技术应以制备仿生、材料多样化以及复合支架为研究重点。