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。     

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。     

zein静电纺丝的过程优化和直径预测模型

以冰乙酸为溶剂,对玉米醇溶蛋白（zein）进行静电纺丝,用扫描电镜观察zein纤维的形态。利用响应面法中的Box-Behnken设计,选取zein质量分数、电场强度和挤出率3个主要因素作为影响因子,以zein纤维直径作为考察对象,通过回归分析建立了二次多元回归模型。结果表明：zein质量分数对纤维直径的影响最为显著,其次是电场强度和挤出率的交互项;模型预测的纤维直径与真实值能较好的拟合,说明该模型能有效地预测电纺zein纤维的直径。采用响应面法设计,不仅简化了实验设计,且根据建立的定量关系可设计出所需结果的实验条件,对利用静电纺丝技术制备纳米纤维具有重要的意义。     

静电纺丝工艺参数对制备聚丙烯腈纳米纤维的影响

用静电纺丝方法纺制聚丙烯腈（PAN）纳米纤维毡,通过扫描电镜来观察纤维的直径及其形态,研究了纺丝液浓度、溶液挤出量、静电电压、接收距离等参数对纤维直径及形态的影响,实验表明纺丝液浓度、静电电压、接收距离等对纺丝效果有明显影响,溶液挤出量对纺丝效果无明显影响。     

静电法纺制羊毛角蛋白/PVA纳米纤维

利用还原法从羊毛中提取羊毛角蛋白,将其与聚乙烯醇(PVA)、氯化钠等试剂按特定比例溶入水中,制备成质量分数从4%到12%的一系列浓度的混合溶液,并且对混合溶液进行了静电法纺丝.结果表明,PVA的加入对静电纺纤维的形成起着重要作用;SEM图像显示,静电法纺制的羊毛角蛋白/PVA纳米纤维常有许多珠节产生,溶液的浓度和纺丝电场强度对珠节缺陷有重要的决定作用;另外,纤维直径随着电场强度的增加而增加.     

静电纺PA66纳米纤维的制备与工艺研究

利用静电纺丝技术制备了PA66、PVA纳米纤维.通过SEM、滤料过滤性能检测平台研究了纺丝液的浓度对纤维直径、表面形貌的影响,以及不同纺丝基材所制备的过滤材料过滤性能的差别.结果 显示:PA66纤维直径随着纺丝液浓度的增大而增加,以熔喷布为基材进行纺丝的复合过滤材料的过滤效率比以无纺布为基材的高,在纺丝液PA66浓度为...     

豌豆分离蛋白-普鲁兰多糖共混溶液性质及静电纺丝纳米纤维形貌的研究

为制备基于天然聚合物(蛋白质、多糖)静电纺丝纳米纤维,本文将豌豆分离蛋白和普鲁兰多糖以质量比1:1混合制备共混溶液,研究共混溶液的浓度(10.0%~25.0%,w/v)对共混溶液性质及静电纺丝纳米纤维形貌结构的影响。通过测定共混溶液的性质(包括pH、表面张力、电导率以及表观粘度)以及静电纺丝纳米纤维的微观结构,来确定最佳的共混溶液浓度。结果表明,不同浓度的共混溶液pH基本维持中性范围内,表面张力在37~47 mN/m范围内波动,随着共混溶液浓度的增加,其电导率显著降低(P<0.05),而且表观粘度显著增加(P<0.05)。与此同时,当共混液浓度大于20.0%时,才开始形成静电纺丝纳米纤维,其中以22.5%和25.0%的共混液制备出的静电纺丝纳米纤维具有形貌良好和直径均匀的特征。     

静电纺丝法制备醋酸纤维素纳米纤维工艺探究

本文以DMF为溶剂,对静电纺丝制备醋酸纤维素纳米纤维的影响因素进行探讨,研究温度、电压、浓度及接收距离对纳米纤维形貌和直径的影响,并与传统相转化法制备的醋酸纤维素膜进行了对比。结果表明:以DMF为溶剂,当纺丝液浓度为30%、电压为17.5 kV、温度为40℃、接收板距离为20cm时,可以静电纺丝制得直径200nm的纳米纤维,比相转化法制备的薄膜有更大的孔隙率,更适宜作支撑层。在本实验设定的静电纺丝基本参量范围内,醋酸纤维素溶液的浓度越大,纤维直径越大;接收距离越大,纤维直径也越大,而且容易产生纺锤状纤维;电压越大,纤维直径越小;温度对纤维直径影响不大。     

静电纺丝法制备小麦醇溶蛋白纳米纤维及条件优化

通过静电纺丝法制备小麦醇溶蛋白(Gliadin)纳米纤维,采用响应面法对其工艺条件进行优化。选取小麦醇溶蛋白质量分数、电压和纺丝速度3个主要因素作为影响因子,以小麦醇溶蛋白纤维直径作为指标,通过回归分析建立多项式响应面模型。结果表明:纺丝速度对纤维直径的影响最为显著,其次是电压和质量分数。采用模拟退火算法获得最优条件为:蛋白浓度24%、电压10 kV、纺丝速度0.25 mL/h,预测纤维直径为122 nm,实际实验获得纤维直径为131 nm,说明模型预测的纤维直径与真实值能较好的拟合。采用响应面法设计,不仅简化了实验设计,可根据建立的模型设计出所需结果的实验条件,对利用静电纺丝技术制备纳米纤维具有重要的意义。     

静电纺PA 6纳米纤维膜的力学性能研究

利用静电纺丝可形成由纳米级纤维组成的纳米纤维膜,由于该膜孔径小并具有高比表面积和高孔隙率,可用作组织工程支架、传感器感知膜、过滤材料和防护材料等。静电纺纳米纤维膜的力学性能对其适用性和耐用性有重要影响。以PA 6甲酸溶液进行静电纺丝,研究了纺丝液喂入速度和纺丝距离对静电纺PA 6纳米纤维膜力学性能的影响。结果表明:纺丝液喂入速度较低时,形成的纳米纤维膜力学性能差;纺丝距离增大时,纳米纤维膜的断裂强度降低;PA 6溶解于98%甲酸中配制成13%(质量分数)纺丝液,在喷嘴口径0.9 mm、电压30 kV下进行静电纺丝,纺丝液喂入速度在0.2～0.3 ml/h、纺丝距离为8～10 cm时可获得具有良好力学性能的PA 6纳米纤维膜。     

双针头连续水浴静电纺的电场模拟及其纳米纤维包芯纱结构

为研究电场变化对皮芯结构纳米纤维包芯纱结构的影响，通过双针头连续水浴静电纺丝法制备了以涤纶长丝为芯纱，锦纶纳米纤维为包覆层，兼具纳米纤维特性和传统纱线力学性能的纳米纤维包芯纱。通过有限元分析软件ANSYS模拟其电场分布，探究了2个针头针尖间距对电场分布及纳米纤维包芯纱结构的影响。结果表明：静电纺丝最大电场强度出现在针尖处，随着针尖间距的增大，电场强度峰值呈现先增大后减小再增大的趋势；当针尖间距为20 mm时，纳米纤维间的黏结较多；随着针尖间距的增大，纳米纤维的形貌更加均匀光滑，其直径呈减小趋势，在针尖间距为80 mm时达到最小值(74.43±10.79) nm;当针尖间距从20 mm增加到60 mm时，纳米纤维包芯纱的孔隙率从20.27%提高到44.08%。     

GO/PI复合纳米纤维的制备及其过滤性能研究

为制备高过滤效率、低过滤阻力的空气过滤材料,将氧化石墨烯纳米颗粒(GO)掺杂到聚酰亚胺(PI)纺丝溶液中,制备氧化石墨烯/聚酰亚胺(GO/PI)复合纳米纤维过滤材料。通过观察其形貌、过滤性能来确定最优纺丝工艺参数。结果表明:当PI质量分数为30%,GO质量分数为1%,纺丝电压为25 kV,接收距离为20 cm时,复合纳米薄膜的纤维形貌较好,过滤性能优良。与PI纯组分纳米纤维过滤材料相比,GO/PI复合纳米纤维过滤材料的过滤性能更好,制得GO/PI复合纳米纤维膜的平均孔径为1.8μm,过滤效率为99.68%,过滤阻力仅为85.35 Pa。     

静电纺间位芳纶纤维的制备及其性能

以N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）为溶剂,加入LiCl和CaCl2制备2种溶解体系,研究了间位芳纶纤维在2种溶解体系中的溶解性能及芳纶溶液的静电纺丝性能。间位芳纶纤维在N,N-二甲基乙酰胺中只能发生有限溶胀,氯化盐的加入有利于芳纶纤维的快速溶解。盐的种类及质量分数对纤维的溶解量、溶解时间以及溶液的黏度具有重要的影响。利用制得的溶液,采用高压静电纺丝技术制备了直径100～500nm的纳米芳纶纤维,纳米纤维直径随纺丝溶液质量分数和盐质量分数的增加而增大。以LiCl/DMAc为溶解体系制得的纳米纤维的均匀性随黏度增大而逐渐提高,且纤维形貌优于在CaCl2/DMAc溶解体系中制得的纤维,但以CaCl2/DMAc溶解体系制得的纳米纤维其热性能明显优于LiCl/DMAc溶解体系纺得的纳米纤维。LiCl/DMAc溶解体系中芳纶溶液质量分数为11％时,制得的纳米芳纶纤维非织造布的力学性能最优。     

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。     

聚吡咯/丝素导电纳米纤维膜的制备及其性能

为开发具有一定导电性的组织再生材料,采用静电纺丝法制备了丝素纳米纤维膜,通过原位氧化聚合获得了聚吡咯/丝素导电性纳米纤维膜,探究了纺丝参数对纳米纤维膜表面形貌的影响,利用四探针测试仪测试了纳米纤维膜的导电性,借助红外光谱仪对纳米纤维膜化学结构进行了表征。结果表明:在质量浓度为0.16 g/mL,推注速度为0.2 mL/h,电压为20 kV,滚筒转速为1 000 r/min的条件下,制备的丝素纳米纤维膜表面规整,珠状物少,纤维平均直径为(520.70±140.81) nm;在吡咯单体浓度为0.3 mol/L,掺杂剂浓度为0.3 mol/L,吡咯单体与FeCl₃的量比为1∶2,聚合时间为6 h条件下,制备的聚吡咯/丝素导电性纳米纤维膜保留了丝素纳米纤维膜原有的纳米纤维结构,电导率达到(0.44±0.07) S/cm。     

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。     

Centrifugal force spinning of PA6 nanofibers – processability and morphology of solution-spun fibers

Forcespinning? is a newly developed process that employs centrifugal force to spin nanofibers from polymer solutions or melts. Nanofibers and nanofibrous structures have remarkable properties due to their small diameter and high surface area to volume ratio. The ability to control the average value and dispersion of fiber diameter is critical for applications such as filtration and tissue engineering scaffolds, where the performance of the nanofiber membranes depends on fiber diameter. This research investigates the interactions among polymer fluid viscosity and Forcespinning parameters, and their impact on fiber morphology and diameter using PA6 as a spinning material. The results indicate a positive relationship between spinning solution viscosity and fiber diameter. Increasing the solution viscosity both shifts the diameter distribution and increases its spread toward higher values, which results in the alteration of its shape. In addition to fiber diameter, viscosity appeared to also play a major role in determining the spinnability of the solution. Other spinning parameters, i.e. spinneret speed and spinning nozzle gage, played a minor role relative to the polymer solution viscosity, in determining both processability and fiber diameter distribution.     

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。     

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。