静电纺聚酰胺纳米纤维复合织物制备工艺优化

为提高纳米纤维膜与织物的界面结合力，优化静电纺纳米纤维复合机织物制备工艺，考察了接收基材织物的导电性、聚酰胺56(PA56)纺丝液浓度、接收基材种类对纤维膜表面形貌的影响，以及接收基材对复合织物黏附性的影响。结果表明：PA56最佳静电纺丝液质量分数为12%～18%;接收性较好的基材为棉、粘胶织物；抗静电处理可提升涤纶织物对纳米纤维的沉积性能；不使用黏合剂，静电纺膜梯度沉积法可提升纳米纤维与织物间的界面结合力；以棉织物为基材、PA56低质量分数(6%,10～20 min)纳米纤维膜为中间层、PA56高质量分数(15%, 40 min)纳米纤维膜为表层的复合织物，其剥离强力比常规沉积法提升2～3倍。     

静电纺聚氨酯纳米纤维非织造布的制备

研究了聚氨酯在几种常见有机溶剂中的溶解性能,寻求静电纺丝最佳溶剂及配比,并采用静电纺丝法制备纳米级聚氨酯纤维膜。通过改变共混溶剂的质量比、纺丝液的浓度、纺丝电压、挤出速度和接收距离,借助扫描电子显微镜测量纤维的直径,分析了各因素对纤维形貌结构的影响。结果表明:DMF/THF共混溶剂配比为1:3时,聚氨酯纺丝液静电纺丝效果佳;在纺丝液浓度8%～12%、纺丝电压12～30kV、接收距离10～30cm范围内,能纺制出纤维直径分布在800～1500nm之间的聚氨酯纳米纤维非织造布。     

皮芯结构微纳米纤维复合纱线的制备及其性能

为探究纺丝液质量分数对皮芯结构微纳米纤维复合纱线结构与性能的影响,利用双针头水浴静电纺丝法连续制备了以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)长丝为芯、外包聚酰胺6(PA6)的皮芯结构微纳米纤维复合纱线,通过扫描电子显微镜、差示扫描量热仪和万能材料试验机对其形貌结构、热性能和力学性能等进行测试与表征。结果表明：不同PA6纺丝液质量分数制备的微纳米纤维复合纱线均具有良好的皮芯结构;当PA6纺丝液质量分数从10%提高到20%时,纳米纤维复合纱线的平均直径从(61.99±13.08) nm增加到(150.22±21.53) nm,结晶度由16.28%提高至20.63%;当PA6纺丝液质量分数为20%时复合纱线的结晶度达到了常规PA6纤维的结晶范围,增加纺丝液质量分数一定程度上可提高复合纱线的力学性能。     

静电纺聚酰胺6纳米纤维膜的制备及其性能

为制备功能性的聚酰胺6(PA6)纳米纤维膜,采用静电纺丝技术制备PA6/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)共混纳米纤维膜,并对纤维膜的表面形貌、力学性能和亲水性能进行表征。结果表明,当PA6纺丝液质量分数为28%,PVP的加入量为0.5 g时,纤维膜的微观形貌较好,制备出的纤维直径为132 nm,断裂强度为9.68 MPa,断裂伸长率为31.89%,亲水角为(32.4±1.2)°。研究了不同纺丝时间对纤维膜空气过滤性能的影响,当纺丝时间为0.5 h时,纤维膜具有较好的过滤性能,过滤效率为99.5%,过滤压降为476 Pa。红外分析结果表明,在PA6中加入PVP,在搅拌的过程中二者均匀融合,PVP小分子填充在PA6大分子中,可使纤维膜的亲水性提高。制得的PA6纳米纤维膜可作为加湿器中的湿膜材料得到应用。     

石墨烯/PAN静电纺/PP纤维针刺复合空气过滤材料的制备

对适用于全新风系统的高效低阻并具有抑菌性能的复合空气过滤材料进行研发。先将聚丙烯腈(PAN)静电纺纳米纤维膜沉积到优选的丙纶(PP纤维)针刺过滤材料上,测试其过滤性能,采用极差分析和灰色聚类分析法选出最优静电纺丝工艺参数;再配制石墨烯质量分数分别为0.5%、1.0%和1.5%的石墨烯/PAN静电纺丝液,基于最优静电纺丝工艺参数,制备石墨烯/PAN静电纺/PP纤维针刺复合空气过滤材料,测试并分析其过滤性能和抑菌性能。结果表明:制备PAN静电纺纳米纤维膜的最优静电纺丝工艺参数为PAN质量分数11.0%、纺丝电压15 kV、注射速度0.84 mL/h、接收距离14 cm;在最优静电纺丝工艺参数条件下,石墨烯质量分数为0.5%时,石墨烯/PAN静电纺/PP纤维针刺复合空气过滤材料的过滤性能最好。石墨烯/PAN静电纺/PP纤维针刺复合空气过滤材料高效低阻,并具有优良的抑菌性能,适用于全新风系统过滤室内空气中的微细颗粒物。     

螺旋片静电纺聚酰胺复合膜的制备及其黏合性能

以聚酰胺6（PA6）为原料,采用螺旋片式无针头静电纺丝设备,探究了纺丝工艺参数对静电纺PA6纳米纤维膜形态结构的影响。结果表明,在一定范围内,螺旋片式静电纺PA6纳米纤维直径随纺丝电压的增大而减小,随着纺丝距离的增大而增大,随发生器转速的增加呈波动趋势,纤维的均匀性均无明显变化。通过正交试验得到了优化工艺条件：纺丝电压70~80 KV,纺丝距离185 mm,发生器转速8 r/min。此条件下所纺纤维平均直径为163 nm,纤维CV值为26%。初步探索了等离子体纺粘丙纶（PP）基布预处理对PA6/PP复合膜粘合效果的影响。结果表明,在80 w 30 s的条件下,剥离能可较未处理试样提高2.82倍,最大剥离强力可提高1.97倍。     

静电纺聚乙烯醇/壳聚糖复合纤维的制备

以聚乙烯醇(PVA)和壳聚糖(CS)为原料,使用静电纺丝设备制备复合纳米纤维膜,纺丝液中CS的质量百分数最大为1.3%。探究了纺丝工艺参数对静电纺PVA/CS纳米纤维膜形态结构的影响。结果表明,在一定范围内,静电纺PVA/CS复合纳米纤维的直径随纺丝电压的增大而减小,随着纺丝距离的增大而增大,随纺丝液流量的增加而增加。通过正交试验得到优化的纺丝工艺条件:纺丝电压21kv,纺丝距离14cm,纺丝液流量0.2mL/h,所纺纤维的平均直径为128nm,纤维直径CV值为28%。     

石墨烯/聚偏氟乙烯纳米纤维的制备

为深入了解石墨烯/聚偏氟乙烯(PVDF)纤维的形态结构、力学性能和制备条件,通过静电纺丝技术制备了石墨烯/PVDF复合纳米纤维。对静电纺纳米纤维的表面微观形貌和力学性能进行了表征,研究了PVDF质量浓度、静电纺电压、接收距离、石墨烯的加入量等参数对复合纤维制备的影响。结果表明:石墨烯以3种形式存在于纳米纤维之中;当加入石墨烯(GE300)质量分数为1%时,所得到的静电纺纳米纤维拉伸强度为3.22 MPa;对比纯PVDF材料,其拉伸强度增加了49.1%;当PVDF质量分数为26%,静电纺电压为20 k V,接收距离为20 cm时,静电纺过程稳定,可得到直径均匀的石墨烯/PVDF纳米纤维。     

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。     

PU/PVDF防水透气共混膜的制备及性能研究

采用静电纺丝法制备聚氨酯/聚偏氟乙烯(PU/PVDF)共混纳米纤维膜,研究PU、PVDF质量分数、溶剂体积配比、溶质质量比对纳米纤维形貌、直径及膜性能的影响,探索共混纤维膜较优制备工艺。结果表明:共混纳米纤维膜较优制备工艺为静电纺丝电压14 kV、接收距离10 cm、纺丝液质量分数12%、溶剂体积配比N,N-二甲基甲酰胺/丙酮为4/6、溶质质量比PU/PVDF为7/3,此条件下可获得具有较优防水透气性能和力学性能的共混膜。     

静电纺PVA/SA复合纳米纤维膜制备工艺的优化

通过调节溶液质量分数、质量比、纺丝电压、供液速度、接收距离和辊筒转速等工艺参数,探讨不同条件对静电纺聚乙烯醇(PVA)/海藻酸钠(SA)复合纳米纤维膜的影响,制备纤维形貌优良的复合纳米纤维膜。使用场发射扫描电镜(FE-SEM)观察复合纳米纤维膜的形貌,并分析纤维直径及其分布。结果表明:最优工艺参数为聚乙烯醇质量分数10%、海藻酸钠质量分数2%、质量比8∶2、纺丝电压19 kV、供液速度1.6 mL/h、接收距离19 cm、辊筒转速300 r/min。此时,可得到形貌良好、分布均匀,平均直径为120.8 nm的复合纳米纤维。     

静电纺PA6纳米纤维膜的过滤性能

用98%甲酸溶解聚酰胺6(PA 6)制备质量浓度为13%纺丝液,经静电纺丝获得厚度31～60μm、纤维平均直径217 nm、表面平均孔径为234 nm的纳米纤维非织造膜.由于该纤维膜的断裂强度仅为8.06 MPa,实验以普通聚酯纤维织物为支撑基布,测试了不同样品的过滤性能.结果发现:在气流速度为2.83 L/min时,...     

静电纺聚酰胺6纳米纤维纱的形态和力学性能

利用自制的改进型静电纺丝装置,以质量百分数为22%的聚酰胺6/甲酸溶液为纺丝液,制备了由定向排列的聚酰胺6纳米级纤维构成的连续长丝纱,分析了纺丝高度和卷绕速度对纤维形态和直径、纱线直径以及力学性能的影响。研究发现：随着纺丝高度的增加,纤维的定向排列程度提高、直径减小;纱线的直径先减小后增加;断裂应力先增加后减小。随着卷绕速度的增加,纤维的定向排列程度有显著的提高;纤维和纱线的直径都减小;而断裂应力则呈上升的趋势。卷绕速度对纤维及纱线的影响效果强于纺丝高度。     

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。     

乳液静电纺丝美藤果油/聚乙烯醇纳米纤维膜的制备及性能

采用乳液静电纺丝法制备基于美藤果油/聚乙烯醇（polyvinyl alcohol,PVA）乳液的具有核壳结构的纳米纤维及纤维膜,为促进美藤果油在食品领域的进一步应用提供基础,并促进美藤果油作为新资源食品的高值化利用。通过电导率仪和黏度计测定乳液的电导率和黏度,利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察纳米纤维膜形貌,并对乳液组分比例、纺丝参数进行调整优化;通过热特性和傅里叶变换红外光谱表征分析纳米纤维膜的各组分及作用;利用接触角测量仪测试纳米纤维膜表面的亲水性能;使用抗拉强度测量仪测定纳米纤维膜的机械性能。结果表明：制备美藤果油/PVA纤纳米纤维膜的乳液最佳配比为PVA质量分数14%,美藤果油、PVA、吐温-80的最佳质量比为5∶14∶1;最佳纺丝条件为电压25 kV、接收距离18 cm、供液速率1.0 mL/h。在最佳条件下纺丝,可得到平均直径为570 nm且形貌良好、分布均匀的纳米纤维。傅里叶变换红外光谱和热特性分析结果表明所制得的纳米纤维成功地封装了美藤果油,并在低于330 ℃的温度条件下表现出良好的热稳定性。接触角测量结果表明纳米纤维膜表面具有良好的亲水性能。机械性能分析结果表明美藤果油的添加可以提高纳米纤维膜的拉伸性能。     

Effects of processing parameters on electrospun fiber morphology

This study describes the application of a hybrid neuro-fuzzy inference system to control electrospinning process and how to use this approach for developing an electrospun fiber quality prediction system. An adaptive neuro-fuzzy inference system model has been applied to the use of electrospinning process parameters to study the relationship between electrospinning processing parameters and electrospun fiber morphology. Fiber morphology has been predicted and the impact of each processing parameter has been investigated. It was found that four electrospinning process parameters including: polymer solution concentration, spinning distance, applied voltage, and volume flow rate are the most influential factors to the electrospun fiber morphology. It was observed that the relationship existing between electrospinning processing parameters and nanofiber morphology is nonlinear.     

聚酰胺6/聚乙二醇相变调温纳米纤维的结构与性能

将相变材料PEG掺杂到高聚物PA6中去,通过静电纺丝制备相变调温纳米纤维。通过扫描电镜、红外光谱、热分析仪以及织物强力仪等测试方法对相变纳米纤维的结构与性能进行表征。结果表明：PEG的共混改善了纺丝液黏度,随着PEG共混比例的提高,纳米纤维的直径提高;PA6与PEG有氢键结合,随着PEG共混比例的提高,相变纳米纤维的熔融温度和熔融焓值逐渐增大,相变纳米纤维具有良好的蓄热调温性能;随着相变材料PEG共混比例的提高,相变纳米纤维的强力有一定下降。结论：该纳米纤维是一种良好的调温储能材料。     

涤纶织物复合静电纺PVDF纳米纤维防水透湿膜的工艺探索

采用热轧工艺复合涤纶织物和静电纺聚偏四氟乙烯(PVDF)纳米纤维膜,开发具有防水性、透湿性、透气性的复合织物。探讨纺丝液中PVDF质量分数和纺丝电压对PVDF纳米纤维膜形貌的影响,测试采用3种复合工艺制得的单层膜复合织物、单面双层膜复合织物和双面单层膜复合织物的瞬时接触角和动态接触角,以及单层膜复合织物的透湿性、透气性和力学性能。结果表明:纺丝液中PVDF的质量分数为23%、纺丝电压为15、16 kV时,可制得纤维直径为300~400 nm且粗细均匀的PVDF纳米纤维膜;单层膜复合织物、单面双层膜复合织物和双面单层膜复合织物的接触角分别为135.1°、142.4°和136.7°,8 min后接触角的降幅分别为5.40%、10.57%和10.31%;与涤纶织物原样相比,单层膜复合织物的透气率下降35.53%,透湿量下降6.93%,力学性能提高。