聚己内酯(PCL)纳米纤维的静电纺丝

概述了纳米纤维的生产及其应用.制造了聚己内酯(PCL)纳米纤维的非织造材料.探讨了静电纺丝时电压和纤维性能之间的关系.电压升高可得到更均匀的非织造材料.     

改进静电纺丝法制备连续平行排列的聚合物纤维

介绍一种简单的静电纺丝新方法，它能够制造单轴平行排列的亚微米级纤维。相对于典型的静电纺丝装置，本装置使用两个相对放置的金属电极相应地与正负电压相连。纤维从两个喷丝头纺出以后合并成纱线，然后缠绕在高速旋转的圆形收集辊上。以这种方法制得的纤维具有连续、排列良好、收集区域大等优点．实验中以聚乙烯醇（PVA）和聚乙烯毗咯啉酮（PVP）为原料纺制定向排列的纤维。分析了纤维排列的形成原理，同时研究了溶液的浓度和卷取速度对纤维排列的影响。     

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。     

激光熔体静电纺丝法制备PET微纳米纤维

激光熔体静电纺丝法是一种新型的制备微纳米纤维的技术。利用激光熔体静电纺丝法制备了聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）微纳米纤维,研究了应用电压、激光电流及接收距离对纤维直径的影响,并利用扫描电镜（SEM）对纤维的微观形貌进行了表征。利用TG-DTA和X射线衍射仪（XRD）对纤维的热稳定性和结晶性进行了表征,同时采用单轴拉力机...     

聚合物熔体法制备纳米纤维技术研究现状

针对聚合物熔体法生产纳米纤维效率低、性能不稳定,无法规模化应用的现状,对熔体法制备纳米纤维技术进行了综述。首先根据熔体法制备纳米纤维原理,对现有熔体法制备纳米纤维方法进行分类和对比分析,并结合研究现状,认为将不同单一纳米纤维制备方法进行有机组合是熔体法制备纳米纤维的发展趋势;然后详细综述了熔体法制备纳米纤维的工艺参数与纤维线密度之间的关系,揭示了熔体法纺纳米纤维细化技术的共性问题;最后介绍了熔体微分静电纺丝技术在纳米纤维制备方面的主要成果,通过机制揭示、工艺优化、材料改性等关键技术,熔体微分静电纺丝技术实现了平均直径小于500 nm 纤维的规模化制备。     

气泡熔体静电纺丝制备PLA纳米纤维的探讨

介绍了静电纺丝的特点及气泡熔体静电纺丝的原理.以可生物降解且环境友好的材料——聚乳酸(PLA)为原料,采用气泡熔体静电纺丝技术,实现了纳米级PLA纤维的制备.探讨了加热温度、纺丝电压和接收距离等参数对纺丝过程的影响.试验发现,当加热温度为250℃左右时,纺丝过程可顺利进行;在适宜的纺丝电压和接收距离下,可获得直径较小的...     

静电纺PCL纤维膜的制备及其性能

为了减少海洋溢油事故带来的危害,选取天然可降解的聚己内酯(PCL)为原料,通过静电纺丝法制备不同质量分数的PCL纤维膜,利用扫描电镜观察纤维形貌,并对不同质量分数的PCL纤维膜水接触角、吸油倍率和保油率进行测试与分析。结果表明：随PCL质量分数的增加,纤维直径逐渐增大。当PCL质量分数为16%时,纤维之间无串珠结构,直径分布均匀,平均直径324 nm,具有较好的可纺性。纤维膜对水的接触角为137.08°,对3种油的吸油倍率最高分别为机油36.73 g/g、花生油34.20 g/g和菜籽油30.63 g/g,保油率均在55.0%以上,经过5次循环使用后,对3种油的吸油倍率仍均可达到15.0 g/g以上。说明PCL纤维膜具有良好的疏水性能、吸油性能、保油性和一定的循环使用性能,在油水分离领域具有较好的应用前景。     

用平行辅助电极控制电纺纤维毡的宽度

静电纺丝方法收集的一维微米或纳米级纤维是随机取向的，这限制了它的应用。本研究使用辅助电极控制纺丝过程中纤维分布而使纤维取向。由于辅助电极形成的静电场是一个会聚电场，从而控制了旋转收集滚筒上纤维的分布。结果表明，平行辅助电极使电纺毡纤维密度明显提高，而纤维平均直径没有明显的变化。可见，在旋转的收集滚筒上使用辅助电极是控制纤维分布的有效方法。     

静电纺丝制备聚合物/无机物复合纳米纤维研究进展

利用静电纺丝技术制备的聚合物/无机物复合纳米纤维可以综合聚合物、无机物和纳米纤维三者的优点,表现出许多特殊的优异性能。介绍了国内外应用静电纺丝技术制备具有优良光学、电学、热学和力学性能的聚合物/无机物复合纳米纤维所取得的最新研究进展,指出了今后的研究热点及主要发展方向。     

熔体微分静电纺丝取向纳米线的制备

为获得熔体微分静电纺纳米纤维和取向纳米线,提出旋进气流辅助和辊子收集相结合的熔体微分静电纺丝工艺及装置,通过改变工艺参数可有效调控纤维细度及最终纳米线的取向度。采用扫描电子显微镜观察并测算了纤维的平均直径及取向度,采用Ｘ 射线衍射仪测试了取向纳米线的结晶度。结果表明：旋进气流速度越大,纤维直径越细,当气流速度为20 m/s 时,纤维平均直径达到500 nm;气流速度与辊子旋转线速度越接近,纳米线取向性越好;当接收辊子线速度接近旋进气流速度20 m/s 时,纳米线取向度最好,单喷头制备的数十根纳米纤维聚拢成线,此时取向纳米线的结晶度最高。     

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。     

静电纺丝接收装置的大小对电场分布和纤维接收的影响

为了研究接收装置对电场分布和静电纺丝纤维直径及纤维毡的影响,设计三组大小不同的接收板,分别在单针头和单孔静电纺丝装置中进行对比实验,测量纤维直径和纤维毡厚度分布。采用Maxwell软件模拟单针头和单孔静电纺丝装置中电场的分布,模拟结果用于解释分析试验结果。试验和模拟结果说明用尺寸较小的接收板的静电纺丝装置得到的纤维直径较细,纤维在接收板上的分布也较均匀,这和尺寸小接收板的静电纺丝装置电场分布均匀的模拟结果相符。因此,尺寸小的接收板可以有效地改善静电纺丝纤维的接收。     

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。     

静电和熔融纺丝法对PET纤维表面结构的影响

采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和差示扫描量热仪(DSC)对溶液和熔融静电纺丝法所制备的PET纤维,以及工业熔融纺PET纤维的表面形貌和热学性能进行分析比较.结果表明,因加工成纤方式不同,熔融静电纺纤维表面光滑匀整,工业熔融纺纤维表面有明显的凹凸波浪纹,而溶液静电纺纤维表面略显蜂窝状结构.由DSC分...     

双槽熔喷工艺中外沿长度对空气流场的影响

用数值方法研究了双槽熔喷工艺中外沿长度对空气流场特征的影响。首先,在双槽熔喷工艺模头的气槽外沿添加2片一定长度的附件,然后用数值方法对添有附件的双槽熔喷工艺的空气流场进行模拟计算;最后,分析了外沿长度对纺丝中心线上的空气速度、压力和温度分布的影响。结果表明,随着外沿长度的增加,空气速度和压力最大值都减小,而空气温度最大值基本不变,速度和压力的衰减程度增加,而温度的衰减程度减小。     

熔喷过程中纤维直径再次变大的模拟与验证

为直观表达熔喷过程中气流对纤维的拉伸作用,对熔喷过程中的纤维运动进行了数值模拟。首先将熔喷过程中的纤维看作是由麦克斯韦(Maxwell)元件连接的珠子;之后将已知的纤维速度、纤维温度数据加载到纤维模型上,通过拉格朗日法数值模拟预测纤维在熔喷过程中的运动速度、纤维直径等信息。模拟结果表明,纤维在远离喷丝孔的过程中,由于气流速度、气流温度逐渐衰减,致使纤维受到气流力的作用逐渐减弱,若气流力小于纤维自身的黏弹力,纤维会在黏弹力的作用下回缩,在宏观上表现为纤维直径的再次增大。最后在一定实验条件下,利用线下方法测量了熔喷纤维的直径,实验结果也验证了熔喷过程中纤维直径会有再次变大的现象。     

PCL/PVP电纺复合纤维膜的制备及其亲疏水性能研究

采用静电纺丝技术制备了聚己内酯(PCL)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)共混纤维膜,研究了PCL/PVP配比、纺丝液浓度和PVP相对分子质量对纤维形貌及直径的影响,并测定了纤维膜的接触角以研究其亲疏水性能。结果表明:随着共混聚合物中PVP-K90比例的增加,纤维的平均直径减小;当纺丝液中聚合物质量分数在10%～14%范围内变化时,纤维的形貌改变不大,但直径随着质量分数的增加有所增大;PVP相对分子质量对复合纤维膜的形貌结构和亲疏水性能影响较大,含PVP-K30(相对分子质量40 000)的复合纤维膜比含PVP-K90(相对分子质量800 000)的复合纤维膜有较好的形貌,且PVP-K30可明显改善复合纤维膜的亲水性能。