静电纺丝复合纳米纤维研究进展

静电纺丝是一种利用聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝的加工技术,是获得纳米尺寸纤维的有效方法之一。然而单一组分的纳米纤维已经难以满足应用的需求,而采用两种或两种以上的聚合物(或聚合物/填料颗粒)进行静电纺丝得到的复合纳米纤维逐渐受到了人们的关注。文中总结了由静电纺丝技术制备的复合纳米纤维及其性能等方面的研究进展。主要包括复合物/碳复合纳米纤维、聚合物/金属复合纳米纤维、聚合物/粘土复合纳米纤维、共混物复合纳米纤维、装饰型复合纳米纤维等。     

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...     

静电纺丝法制备PVP/PVDF复合微/纳米纤维

研究了不同条件下聚乙烯吡咯烷酮/聚偏氟乙烯(PVP/PVDF)的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)溶液的静电纺丝.采用扫描电镜(sEM)观察不同条件下制备的PVP/PVDF复合微/纳米纤维的微观形貌,并利用傅立叶变换红外光谱分析(FT-IR)纤维结构特征.结果表明,当PVP:PVDF为6:4时,制得的PVP/PVDF复合微/纳米纤维较好.     

静电纺丝制备二氧化硅纳米纤维的形貌控制

使用溶胶-凝胶和静电纺丝相结合的方式制备二氧化硅纳米纤维,采用PVP/乙醇溶液作为实验用剂,通过调整结构导向剂P123的量来探究其对所得多孔纳米纤维形貌的影响。利用电子扫描显微镜(SEM)、电子透射显微镜(TEM)以及氮气吸附-脱附对得到的多孔纤维进行表征。结果显示,结构导向剂P123的使用量是影响二氧化硅纳米纤维的比表面积的主要因素,但是对孔径分布没有影响。     

静电纺丝制备二氧化硅纳米纤维的形貌控制

使用溶胶一凝胶和静电纺丝相结合的方式制备二氧化硅纳米纤维,采用PVP／乙醇溶液作为实验用剂,通过调整结构导向剂P123的量来探究其对所得多孔纳米纤维形貌的影响。利用电子扫描显微镜（SEM）、电子透射显微镜（TEM）以及氮气吸附一脱附对得到的多孔纤维进行表征。结果显示,结构导向剂P123的使用量是影响二氧化硅纳米纤维的比...     

复合纳米纤维静电纺丝法的制备及其磁性

以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和金属盐为原料,利用静电纺丝法成功制备出了摩尔比为1：1的SrTiO3-SrFe12O19磁电复合纳米纤维。并通过FT-IR,XRD,SEM和VSM等技术对纤维前驱体及其产物的结构、热处理产物的物相、形貌及磁性能进行了表征。结果表明,样品经900℃焙烧2h后,即可得到纯的SrTiO3和SrFe...     

n-HA/PVA复合纳米纤维的静电纺丝制备

采用静电纺丝法制备了羟基磷灰石/聚乙烯醇复合纳米纤维。并用X射线衍射、红外光谱、扫描电镜等分析测试手段对所制得纳米纤维的结构和形貌进行了表征。结果表明,静电纺丝的纤维中聚乙烯醇的结晶度明显降低,羟基磷灰石与聚乙烯醇为物理复合;复合纤维随着羟基磷灰石含量增加,直径增大且分布均匀性降低;羟基磷灰石/聚乙烯醇质量比为2/8时,复合纤维形貌较佳。说明静电纺丝法制备羟基磷灰石/聚乙烯醇复合纳米纤维是可行的。     

静电纺丝制备磁性碳纳米复合纤维及其表征

以聚丙烯腈(PAN)、乙酰丙酮铁(AAI)、N, N-二甲基甲酰胺(DMF)为原料, 采用静电纺丝-煅烧技术成功制备出磁性碳纳米复合纤维。通过TEM分析发现CF900的直径约为130~210 nm, 磁性纳米颗粒均匀地分散在碳纳米纤维中, 并探讨了碳化温度对碳纳米复合纤维磁性能的影响。结果显示: 饱和磁化强度(M_s)和剩余磁化强度(M_r)均随温度的升高而增大, 样品CF900的饱和磁化强度(M_s)高达27.55 A·m²/kg, 比表面积(S_BET)和总孔容积(V_total)达354.0 m²/g和0.315 mL/g。     

静电纺丝法制备聚丙烯腈/聚醋酸乙烯酯复合纳米纤维膜

采用静电纺丝法制备了聚丙烯腈(PAN)/聚醋酸乙烯酯(PVAc)复合纳米纤维膜。利用原子力显微镜(AFM)、电子显微镜(SEM)分析了纤维的直径分布、整体形貌及单根纳米纤维的表面形貌;利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析了PAN、PAN/PVAc、PVAc纳米纤维膜的化学组成;同时借助热重(TG)分析了PVAc的加入对复合纤维膜热性能的影响。结果表明,当m(PAN)∶m(PVAc)=5∶5、质量分数为10%时,所得纤维膜最有利于制备聚合物电解质膜;PAN与PVAc之间产生配位键,从而提高了纤维膜的热性能。     

静电纺丝制备肉桂醛/聚乳酸复合纳米纤维膜及其性能

采用水溶液饱和法制备了肉桂醛/β-环糊精包合物,将其添加到聚乳酸(PLA)溶液中,采用静电纺丝技术制备了肉桂醛/PLA复合纳米纤维膜。利用扫描电子显微镜对复合纳米纤维膜的直径及表面形貌进行观察,通过红外光谱对其做特征官能团分析,同时对其热力学性能、力学性能及抗菌性能进行表征。结果表明,肉桂醛/PLA复合纳米纤维膜纤维形态良好,其直径范围在133~177nm。红外光谱显示肉桂醛与PLA属于物理混合;随着肉桂醛/β-环糊精包合物添加量增加,其纤维膜拉伸强度逐渐降低,但玻璃化转变温度变化不显著。纤维膜对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌都具有抑菌性能,且随着包合物添加量的增加抑菌性逐渐增强,其中对金黄色葡萄球菌抑菌性最强。     

静电纺丝制备纳米纤维及其工业化研究进展

针对静电纺丝技术从实验室走向工业化还存在产率低的问题,重点分析了为提高生产效率而采用的多针头纺丝和无针头纺丝等批量化生产方法,简述了静电纺丝的基本原理和实施方法,介绍了静电纺丝制备聚合物纤维、无机物纤维、同轴及中空纤维的情况和特点。随着对静电纺丝方法、设备、工艺和材料研究的深入,通过对高压静电场分布的控制采用多喷头组合方式和无针滚筒方式将成为产业化制备纳米纤维的有效手段。通过控制高压电场分布利用提高效率后的单孔纺丝方法制备出了长、宽、厚分别为1000mm、350mm、1.28mm的芳纶1313纳米纤维布。最后对静电纺丝工业化规模制备纳米纤维材料进行了展望。     

静电纺丝制备纳米纤维和纳米颗粒

利用静电纺丝方法制备聚乙烯砒咯烷酮(PVP)纳米纤维,研究了电纺溶液浓度、电压对PVP超细纤维的影响。证明了在一定范围内,纤维丝的直径随着浓度的增加越来越大,而随着电压的增加越来越小。同时制备了PVP/TiO2纳米纤维。采取高温和激光处理两种方法对复合纳米纤维进行烧结,用扫描电镜对其形貌进行表征。发现高温烧结后,TiO2颗粒发生严重的团聚。激光扫描后得到了分布均匀的TiO2颗粒,只有小部分的团聚。     

静电纺丝制备纳米纤维及其装置的研究进展

静电纺丝技术是一种简单有效的制备纳米纤维的新方法.评述了静电纺丝制备不同类型纳米纤维的研究动态,并着重概述了其装置设计和改进的研究进展.相关研究表明,调整接收装置和液体传送装置,以及采用多喷头组合的方式有望成为电纺丝可控制备纳米纤维及其产业化的有效手段.     

利用静电纺丝技术制备纳米黏土/聚乳酸复合纳米纤维与其表征

利用静电纺丝技术制备了纳米黏土/聚乳酸(PLA)复合纳米纤维,并将该复合纳米纤维收集成无纺布薄膜,采用SEM和TEM观察了复合纳米纤维的微观形貌和结构,分别利用XRD和TGA测试了复合纳米纤维的结晶行为及热学行为,并分析了复合纳米纤维薄膜的拉伸力学性能随纳米黏土含量的变化关系。结果表明:当PLA含量为10wt%、纳米黏土含量为1wt%、CHCl3与DMF体积比为3∶1溶剂条件下,所制备的纳米黏土/PLA复合纳米纤维的细度和均匀性均得到改善;XRD测试结果表明,纳米黏土成功附着在PLA中。TGA和力学测试结果表明,纳米黏土/PLA复合纳米纤维的热稳定性和力学性能相对于纯PLA纤维有较大幅度提高,当纳米黏土含量为1wt%时,其初始分解温度提高了60℃,拉伸强度、断裂伸长率和弹性模量分别提高了111.3%、74.9%和20.0%。     

静电纺丝制备Zn掺杂TiO_2复合纳米纤维

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为络合剂与钛酸异丙酯、醋酸锌混合制得前驱体溶液,用静电纺丝法制得PVP/Ti(OCH(CH3)2)4/Zn(CH3COO)2复合纳米纤维,经700℃煅烧后,生成直径约300～400nm的Zn掺杂TiO2复合纳米纤维。研究结果表明,前躯体溶液的浓度、纺丝电压和接收距离对纤维的形貌和结构有较大的影响。通过差热-热重分析、红外光谱、扫描电镜、粉末X射线衍射等手段对纳米纤维进行了表征。在日光照射下以Zn掺杂TiO2复合纳米纤维光降解亚甲基蓝溶液,光降解效率优于TiO2纳米纤维。     

静电纺丝技术制备TiO2/SiO2复合中空纳米纤维与表征

用静电纺丝技术成功制备出复合中空 TiO 2/ SiO 2纳米纤维。用动态热分析仪、 红外光谱仪、X射线衍射仪、 扫描电镜、 透射电镜和 X射线能谱仪等分析技术对样品进行了表征。分析结果表明 , 得到的产物为复合中空TiO 2/ SiO 2纳米纤维 , 以非晶 SiO 2为外壳 , 内壁由粒径为 50 nm的晶态 TiO 2粒子组成 , 复合中空纳米纤维平均直径 2μm , 长度 > 100μm。讨论了复合中空纳米纤维的形成机制 , 复合纤维在烧结过程中 , 芯层 TiO 2纳米粒子向外表面扩散 , 与壳层 SiO 2粒子形成新化学键 , 得到复合中空纳米纤维。     

纺丝工艺对静电纺纳米纤维包芯纱包覆性能的影响

提出了一种制备连续纳米纤维包芯纱的方法,利用接地平行铝片作为接收装置,使得纳米纤维平行地搭接在2块铝片之间,处于2块铝片中央的芯纱通过绕自身纱轴旋转,将取向的纳米纤维卷绕在其表面。研究了平行铝片间距、纺丝电压、纺丝距离以及溶液流量对纳米纤维包芯纱包覆率及耐磨性的影响规律。结果表明,利用该方法制备的纳米纤维包芯纱包覆较为均匀,无露芯现象,并且芯纱表面纳米纤维直径分布均匀,排列整齐且具有良好的取向度。当平行铝片间距为2 cm,电压为17 k V,纺丝距离为14 cm,流量为1.0 m L/h时,电纺过程较稳定,包覆效果较好,包覆率最高可达41.9%,并且所得纳米纤维包芯纱的耐磨性与其包覆率成正相关关系,增磨率最大可达142.3%,同时其力学性能较原纱也有略微提高。     

静电纺丝工艺及煅烧温度对Dy0.05Ce0.95O0.975纳米纤维形貌影响研究

目的 为了制备出直径能够达到纳米级别的纤维,调节静电纺丝的参数,包括电压、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)含量、溶液流速、稀土硝酸盐含量,以确定最佳工艺数值,并通过煅烧获得纳米级别、无杂质生成的粉体颗粒,了解纤维形貌随温度的变化规律。方法 采用Dy元素对CeO2进行掺杂,其掺杂量x=0.05(原子数分数),并使用PVP配制纺丝前驱液,而后通过单因素分析法,分别研究4种工艺参数对纳米纤维形貌及直径的影响,采用扫描电镜(SEM)进行观察,并用软件测量纤维样品的直径分布范围。在制备了纳米级别的纤维后,进行热重(TG/DTA)分析,并观察不同温度下纤维的失重情况,确定了热处理温度范围,而后将纤维在700、800、900 ℃下煅烧,通过SEM观察纤维在煅烧之后的形貌。采用能谱仪测定了煅烧后样品的组成元素及分布情况。结果 利用优化后的工艺参数可以制备出直径为200~500 nm、形貌良好的纤维,通过煅烧可以形成100~200 nm的球型颗粒纤维,煅烧后的粉体没有杂质产生。结论 最佳工艺参数如下:电压为15 V,PVP的质量分数为10%,溶液流速为0.2 mm/min,硝酸盐质量分数为6.5%。煅烧温度会对纤维形貌及晶粒产生较大影响,煅烧温度越高,晶粒生长速度越快,在3种煅烧温度下,纤维能够完全转变为氧化物,没有C元素生成。