静电对喷制备疏水聚氨酯纳米纤维膜及其性能表征

为获得疏水性较好且具有一定机械性能的聚氨酯(PU)纳米纤维膜,将不同质量分数的聚氨酯纺丝液进行粘度测试并纺丝,建立质量分数与溶液增比粘度、纤维形态的关系,将不同质量分数的纺丝液进行静电对喷制备出表面具有不同粗糙度的纳米纤维膜,并对其疏水性能、机械性能进行测试分析。结果表明:高质量分数的纺丝液提升纳米纤维膜的机械性能,较低质量分数的纺丝液提升表面粗糙度;表面越粗糙,疏水性越好,质量分数为4%+18%的纺丝液进行静电对喷时,接触角能够达到140.33°;纺丝液质量分数越大,静电对喷时机械性能越好,质量分数为18%+18%的纺丝液进行静电对喷时,纳米纤维膜的最大载荷为1.082 9 MPa。     

漏斗式喷气静电纺聚乙烯吡咯烷酮纳米纤维膜的制备及其表征

为克服传统静电纺丝生产效率低、纺丝过程难以控制、针头易堵塞等问题,实现高效制备高质量纳米纤维膜,在气泡静电纺的基础上,提出了漏斗式喷气静电纺丝技术。以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）溶液为纺丝液,通过漏斗式喷气静电纺技术成功地制备了高质量的PVP 纳米纤维膜,并运用控制变量法分析了溶液质量分数、表面活性剂质量分数和施加电压等对纤维膜形貌和质量的影响。结果表明：当纺丝溶液中PVP 质量分数为32%,纺丝电压为60 kV,表面活性剂质量分数为0.1%时,获得的PVP 纳米纤维膜综合性能最佳,其表面形貌良好,纤维直径较细且直径分布较均匀。     

载氯化钠纺丝PA66纳米纤维膜的制备及性能研究

以PA66(聚酰胺66)为溶质,甲酸为溶剂,并添加质量分数分别为5%、10%、15%、20%、25%的氯化钠制备纺丝液,用静电纺丝方法制备相同厚度的纳米纤维膜,采用SEM、红外光谱仪、万能材料试验机等仪器对其进行表征。研究结果表明:随着氯化钠质量分数的增加,纳米纤维膜上细纳米纤维在粗纳米纤维上的覆盖率越来越高,纤维之间连接也越紧密,而断裂强度逐渐增大;氯化钠质量分数对纳米纤维膜的分子结构和热学性能没有大的影响;氯化钠含量虽然不同,但纳米纤维膜表面孔径分布趋势基本一致,氯化钠质量分数越大,最小孔径越小。     

静电纺丝素/壳聚糖纳米纤维的研究

以质量分数为98％的甲酸为溶剂．丝素和壳聚糖以不同质量分数及比例共混制备纺丝液进行静电纺丝,并用扫描电镜观察其形态结构。结果表明：与丝素和壳聚糖溶液质量比为70／30．两者质量分数分别为13%～17％和3%～5%时,都能获得连续纤维;当丝素和壳聚糖溶液质量分数分别为17％和4%,两者质量比高于50/50时．均能静电纺得连续纤维,纤维直径随壳聚糖含量的增加而减小．减小质量比低于50／50时,制成的纳米纤维中含有壳聚糖颗粒。采用红外光谱法测定了丝素,壳聚糖纳米纤维的结构,结果表明：壳聚糖与丝素之间有相互作用,经乙醇处理促进了丝素构象转变为β结构。     

聚丙烯腈复合纳米纤维膜的制备及性能表征

采用静电纺丝技术制备口罩芯材,以获得具有纳米蛛网结构的纤维膜材料,从而赋予材料更强的空气滑移效应。采用聚丙烯腈(PAN)和不同质量分数的氯化钡(BaCl₂)制备复合纤维膜。通过电导率和黏度评价纺丝液的性能;通过扫描电镜观察纤维膜的表面形貌,以纤维膜的形貌评价材料的空气过滤效果。结果表明：加入低质量分数BaCl₂对纺丝液的黏度和表面张力的影响较小,而使纺丝液的电导率增大,有利于获得直径分布均匀的纳米纤维膜。采用PAN质量分数为15%的纺丝液,加入质量分数为0.4%的BaCl₂,制得形貌良好的PAN纳米纤维膜。采用直径300～500 nm的电中性NaCl气溶胶颗粒对纤维膜的过滤性能进行测试,结果显示纤维膜的空气过滤效率为87.27%,具有较好的过滤效果。     

羊毛角蛋白/壳聚糖纳米纤维膜的制备及对铜离子的吸附性能研究

通过纺制不同壳聚糖固含量的羊毛角蛋白/壳聚糖纳米纤维膜,分析纳米纤维纺丝难度、纤维直径指标及对铜离子吸附能力,探讨羊毛角蛋白与壳聚糖纳米纤维最佳混合比例。研究表明,当壳聚糖固含量在0~15%时,纺丝液黏度、电导率与纳米纤维膜对铜离子的吸附量随着壳聚糖固含量的增加而略微增加;当壳聚糖固含量超过15%时,纺丝液黏度与导电率随着壳聚糖固含量的增加而快速上升,而纳米纤维膜对铜离子的吸附量则随着壳聚糖固含量的增加而快速下降,且纺丝难度增加。纳米纤维的直径指标在壳聚糖固含量低于15%时,随着壳聚糖固含量的增加略微降低;当壳聚糖固含量超过15%时,纤维的直径指标呈现上升趋势,纤维质量变差。综合各种因素认为:羊毛角蛋白/壳聚糖纳米纤维中壳聚糖固含量应以10%~15%为佳。     

壳聚糖/PVA乙酸体系的静电纺丝实践

以乙酸为溶剂溶解壳聚糖,与适量PVA(聚乙烯醇)混合制得复合纺丝液,测量复合溶液的表面张力、电导率、黏度等参数,用来表征溶液性能。通过静电纺丝法得到纳米纤维,采用扫描电子显微镜观察纤维的表面形貌。结果表明:未添加PVA的壳聚糖乙酸体系静电纺丝困难,纺丝过程中串珠较多。将配制的壳聚糖质量分数为1%的壳聚糖/乙酸溶液与10%PVA水溶液分别以5∶5、3∶7的比例混合,在纺丝电压20 kV,溶液流速0.5 mL/h,接收距离20 cm的处理条件下,可获得直径分别为61、118 nm的纳米纤维网。     

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。     

再生丝素蛋白甲酸溶液静电纺丝影响因素的研究

静电纺丝是一种简单而有效地获得纳米纤维的方法.以98％甲酸为溶剂,分别溶解再生丝素蛋白室温干燥膜和烘干膜进行静电纺丝技术,根据静电纺丝原理,研究了不同再生丝素蛋白干燥膜、溶质质量分数、静电纺丝电压以及混纺壳聚糖丝素蛋白等因素对纳米纤维形态的影响.结果表明:再生丝素蛋白室温干燥膜较烘干膜可纺性高,电纺液质量分数和电压与纤维形貌具有高度相关性,是影响丝素静电纺丝的两个主要因素.壳聚糖的加入可改善低浓度纯丝素溶液静电纺丝纳米纤维的形貌结构.     

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。     

静电纺参数对二醋酸纳米纤维直径分布的影响

为研究二醋酸纳米纤维工艺参数对其直径分布的影响,采用静电纺丝技术制备纳米纤维,对影响纳米纤维形貌的纺丝液质量分数、纺丝距离、电压及纺丝速度等参数进行探讨,对实验工艺进行优化,确定实验最佳参数。借助扫描电镜对制备的纳米纤维形貌进行观察,并应用Photoshop CS 3.0软件对纤维直径进行测量统计。结果表明,纺丝液质量分数、纺丝速度、纺丝距离对纳米纤维直径的影响较为显著,而纺丝电压对纳米纤维直径的影响相对较小。     

丝素与明胶共混静电纺丝

 丝素和明胶以不同质量比共混于甲酸溶剂,将此纺丝液进行静电纺丝,并用扫描电镜观察其形态结构,分析探讨了工艺参数对其形貌和直径的影响,并与相同工艺条件下的纯丝素纳米纤维进行比较。结果表明:在丝素与明胶质量比为70∶30,纺丝液质量分数为11%,极距为13 cm,电压为22 kV的工艺条件下,静电纺纤维平均直径为83.9 nm,纤维直径分布均匀。用明胶共混不仅有利于克服低质量分数丝素纺丝液静电纺丝中出现的珠状物和断头多等问题,而且有望应用于生物组织工程中。     

氯化钙/甲酸溶解体系下丝素纳米纤维的制备及其性能

采用CaCl2-Formid Acid ( FA)溶解体系溶解脱胶蚕丝形成丝素溶液,再将溶液干燥、去盐,将丝素膜二次溶液于FA溶液获得丝素浓度分别为4%、6%、8%的纺丝液。采用滚筒收集装置进行静电纺丝,讨论不同浓度的丝素溶液的纺丝性能。通过流变、SEM、红外以及体外降解等测试手段表征丝素纳米纤维的性能。结果表明：低浓度纺丝液（4%）的粘度较低,会出现不连续液滴,高浓度纺丝液（8%）所纺纤维直径较粗。本试验所用6%5%纺丝液形成的纤维成形效果良好,直径主要集中在150~250nm区域内。红外分析表明,经75%乙醇处理后会促进丝素分子构象的转变,即从α-螺旋构象向β-折叠的转变。降解实验表明,纤维在PBS、放线菌蛋白酶溶液中的纤维形态发生明显变化,具有可生物降解性。     

静电纺再生丝素/明胶纳米纤维的结构与性能

 以质量分数为98%的甲酸为溶剂,将再生丝素与明胶以质量比70∶30进行共混静电纺丝。研究纺丝液质量分数及乙醇处理对纤维膜的结构及力学、溶解性能等的影响;测定不同纺丝液质量分数及不同厚度下纤维膜的孔隙率及孔径;在纤维膜上进行小鼠成纤维细胞(L929)和人脐静脉内皮细胞(HUVECs)培养实验。结果表明:随着纺丝液质量分数的提高或经乙醇处理后,丝素β化程度提高,纤维结晶度增大,溶失率减小,拉伸强度增大;随着纺丝液质量分数的提高,纤维膜的孔隙率减小,孔径增大,厚度增加时,纤维膜的孔隙率及孔径均减小;L929及HUVECs均能够在纳米纤维膜上黏附、生长和增殖。     

复合静电纺超细聚丙烯腈纳米纤维的制备

为获得比常规静电纺丝纤维直径更细的聚丙烯腈（PAN）纳米纤维,采用复合静电纺丝方法制备了聚丙烯腈/醋酸丁酸纤维素（PAN/CAB）复合纳米纤维,再溶解掉复合纳米纤维中的CAB组分,得到超细PAN纳米纤维并对其进行氨基化改性后用于吸附直接红23（DR23）染料。研究了PAN和CAB的混合比例、纺丝溶液质量分数和纺丝液挤出速度3个因素对所得ＰＡＮ 纳米纤维直径的影响,并比较了常规静电纺和复合静电纺制备出的PAN纳米纤维改性后的染料吸附量。实验结果表明：该方法制得的PAN纳米纤维的平均直径在50~80 nm范围内,其中当PAN和CAB的质量比为15:85、纺丝溶液质量分数为15%、纺丝液挤出速度为1.5 mL/h、纺丝电压为10 kV、接收距离为20 cm时,得到的PAN纳米纤维的平均直径为50 nm;改性后纳米纤维对DR 23的平衡吸附量达833mg/g。     

PANI-DBSA对静电纺PAN纳米纤维直径的影响

在聚丙烯腈（PAN）溶液中加入不同十二烷基苯磺酸（DBSA）掺杂浓度的PANI-DBSA,将此共混体系进行静电纺丝制备纳米纤维。表征两聚合物的相容性,测试了DBSA浓度对对纺丝液导电率的影响,分析DBSA浓度对纳米纤维直径及直径分布的影响。结果表明,PANI-DBSA的氨基与PAN共聚物中的羰基之间存在氢键相互作用,使得聚合物具有良好的相容性,随着DBSA浓度的增加,共混纺丝液的电导率增大,同时纳米纤维的直径逐渐减小,纤维直径的离散度也逐渐减小,在DBSA浓度为1.1mol/L时,纤维的平均直径最小,为116nm。     

天然彩色棉纤维素LiCl/DMAc溶液流变性能的研究

为进行天然彩色棉纤维素的静电纺丝,研究了天然彩色棉和白棉纤维素LiCl/DMAc（N,N-二甲基乙酰胺）溶液的流变性能。结果表明：棕棉纤维素LiCl/DMAc溶液的非牛顿指数较高,最接近1;3种纤维素溶液的非牛顿指数随溶液温度的升高而增高,棕棉、绿棉纤维素LiCl/DMAc溶液分别在30、35℃以上具有较稳定的流变特性;3种纤维素溶液的非牛顿指数随溶液质量分数的增加而减小,棕棉、绿棉纤维素溶液质量分数在1.2%、1.1%以下均具有较稳定的非牛顿指数。通过棕棉纤维素LiCl/DMAc溶液的静电纺丝实验,证实了棕棉纤维素质量分数必须在1.2%以下才可能形成稳定的射流,制得直径为200nm以下的静纺纤维。     

氯化锂对静电纺聚丙烯腈纳米纤维结构的影响

静电纺丝是用聚合物溶液或熔体制取纳米纤维的简易方法。当溶液完全绝缘或施加电压不够高时,静电力无法克服表明张力,纤维纺不出来。溶液中加盐后,就能克服这个问题。添加不同质量分数LiCl的聚丙烯腈纺丝液纺得纳米纤维的直径从大到小排列为:4%LiCl>3%LiCl>2%LiCl>1%LiCl。对纺得的纳米纤维内部结构采用X射线衍射和红外光谱法进行分析,发现加盐有利于静电纺丝且不会影响纳米纤维的内部结构。