电纺聚酰亚胺/氧化石墨烯复合纳米纤维膜的制备及性能研究

采用静电纺丝技术制备了氧化石墨烯(GO)不同含量的聚酰亚胺/氧化石墨烯(PI/GO)复合纳米纤维膜,并研究其结构、表面润湿性、热氧化特性、力学性能和过滤性能。结果表明,添加GO有利于纳米纤维的直径分布趋于均匀,在GO用量为0.5%(wt,质量分数)条件下,PI/GO复合纳米纤维膜平均纤维直径最小为(231±36)nm,孔隙率高达89.61%,拉伸强度为14.43MPa,杨氏模量为1.36GPa,断裂伸长率为10.84%,热氧化稳定性较纯PI纳米纤维膜提高了15℃,过滤效率最高达到96.5%,较纯PI纳米纤维膜提高了8%。添加GO能有效提高PI/GO复合纳米纤维膜的疏水性、力学性能及热氧化稳定性。     

电纺PEI/PVP复合纳米纤维的制备与表征

利用静电纺丝技术制备了纳米级别的聚醚酰亚胺(PEI)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)复合纤维,考察了不同的纺丝工艺参数对PEI/PVP纤维形貌的影响。利用扫描电镜对纤维表面进行观察;通过红外光谱分析纤维中复合物间的相互作用;采用示差扫描量热分析(DSC)检测纤维的热性能。实验表明,以二氯甲烷(DCM)和N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)为混合溶剂,体积比为5:1～6:1,聚醚酰亚胺与聚乙烯吡咯烷酮重量比为1∶1～1∶5范围内时,静电纺丝高压为12kV,流速为1mL/h时,使用混纺技术可获得表面光滑、粗细均匀的PEI/PVP复合纳米纤维,纤维直径在400～700nm之间。红外光谱和DSC结果表明,聚合物之间通过氢键作用、静电吸引发生相互作用而复合形成纳米纤维,并且复合纤维良好的保持了PEI优异的热稳定性。     

TPEE电纺纳米纤维无纺布的制备研究

采用本实验室自行组装的静电纺丝装置制备了热塑性聚酯弹性体(Thermoplastice Ester Elastomer,简称TPEE)的纳米纤维无纺布,固定固化距离,通过控制纺丝电压、溶液浓度及溶液压力,进行了该体系纺丝状态的探索,然后采用扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射仪(XRD)对该无纺布的微观形貌及结晶行为进行了表征.同时采用SANS拉伸仪于室温下对TPEE进行了单轴拉伸试验,采用TG-DTA热分析仪对其耐热性能进行了表征测试.     

电纺制备明胶/壳聚糖/羟基磷灰石/氧化石墨烯抗菌复合纳米纤维的研究

本研究模拟细胞外基质成分与结构, 采用静电纺丝法成功制备出明胶/壳聚糖/羟基磷灰石/氧化石墨烯四元复合纤维。重点考察该体系中物质浓度对复合纤维形貌及抗菌性能的影响。结果表明: 明胶浓度增大会增大纤维的直径, 但浓度过大会出现粘连现象, 其最佳浓度为15~20%; 加入壳聚糖(CS)会出现细纤维分支, 其浓度为1%左右较佳; 增加羟基磷灰石(HA)浓度, 可提高电纺液的导电性, 降低纤维中的珠状物和粘联现象发生, 粒径为12 μm的HA浓度为5%时纤维形态较好; 加入氧化石墨烯后可使纤维形态均匀、光滑。最后对四元复合纤维进行了抗菌性能考察, 发现氧化石墨烯的加入增强了复合纤维的抗菌性。明胶/壳聚糖/羟基磷灰石/氧化石墨烯四元复合纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均具有较好的抗菌效果。     

聚乳酸纳米纤维的电纺制备及影响因素

为实现聚乳酸(PLA)纳米纤维的电纺制备,采用理论分析与实验探究相结合的方式,以聚合物溶解理论分析确定了聚乳酸静电纺丝的较理想溶剂,以聚合物射流理论分析计算出静电纺丝的相关工艺参数;以理论分析所得数据为基础,实验探究了聚乳酸质量分数和纺丝工艺参数对纤维形貌和直径的影响。结果表明,在PLA质量分数10%,纺丝距离17 cm,纺丝电压18 kV,纺丝流速1.0 mL/h条件下,可制备连续光滑均匀且直径为587 nm的PLA纤维,理论最优电场强度与实验最优电场强度的偏差仅为5.02%,较好地证明了理论分析的有效性。     

耐热水PVA电纺纳米纤维的制备研究

由聚乙烯醇(PVA)的醋酸水溶液通过静电纺丝制得了完全水解的PVA纳米纤维。对纺丝得到的纳米纤维进行热处理后PVA纳米纤维显示出耐热水性能,并且纳米纤维非织造布的拉伸机械性能得到了大幅提高。同时纤维表面仍有亲水性,Fe_3O_4磁铁粒子通过水热合成均匀的沉积到PVA纳米纤维的表面上,制备出带有磁性的非织造布。     

水溶液电纺制备葡萄籽多酚/明胶复合纤维

以水为溶剂,设计玻璃保温装置,采用静电纺丝技术制备了葡萄籽多酚/明胶复合纤维,系统探讨了浓度、温度、电压、流速等工艺条件以及葡萄籽多酚含量对葡萄籽多酚/明胶复合纤维形貌的影响.结果表明:当明胶浓度为24wt%时,随着温度和电压的增大,纤维平均直径先减小后增大,随葡萄籽多酚含量增大,纤维平均直径增大.通过加入适量葡萄籽多酚,可将纺丝速度从0.25 mL/h提高到0.90 mL/h,显著提高了工作效率;当葡萄籽多酚与明胶的质量比≥1:30时,纤维表面出现串珠;当葡萄籽多酚与明胶的质量比≥1:20时,可纺性变差.在明胶浓度为24wt%,葡萄籽多酚与明胶质量比为1:50,控制温度55 ℃,电压20 kV,接收距离12 cm,速率0.90 mL/h的条件下,制备了纤维直径分布集中,平均直径为515 nm的葡萄籽多酚/明胶复合纤维.明胶溶液中加入适量葡萄籽多酚不仅大大提高了纺丝效率,同时由于其良好的抗菌活性和对明胶的交联作用,使复合纤维膜可广泛应用于生物医药领域,特别是创伤敷料方面.     

尼龙66/蒙脱土纳米复合纤维的电纺制备与性能

以甲酸和二氯甲烷为溶剂,采用静电纺丝法一步法制备了尼龙66/有机蒙脱土纳米复合纤维。采用扫描电镜观测了纳米纤维的形貌和直径,尼龙66和尼龙66/有机蒙脱土纳米复合纤维的平均直径分别为(67±18)nm和(63±13)nm。傅里叶红外谱图显示尼龙66和蒙脱土之间出现了氢键结合。热失重分析表明,当蒙脱土与尼龙66的质量比为1∶100时,尼龙66/蒙脱土纳米复合纤维的起始分解温度和热分解峰值温度分别提高了26℃和39℃;紫外老化性能测试表明蒙脱土的片层阻隔效应使尼龙66/蒙脱土纳米复合纤维显示出更好的耐紫外老化性能;吸水率实验表明蒙脱土的加入使纳米纤维的吸水率下降了67.3%,耐水解性能提高。静电纺丝是一种可以制备性能更优越的尼龙66/粘土纳米复合材料的方法。     

静电纺纤维素纳米晶体/壳聚糖-聚乙烯醇复合纳米纤维的制备与表征

通过探索纤维素纳米晶体（CNC）添加量对壳聚糖-聚乙烯醇（CS-PVA）基体性能的影响,为静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维的制备提供理论支撑。以CNC、CS和PVA为原料,采用静电纺丝法成功制备不同CNC含量（质量分数）的静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维,并通过SEM、TGA和FTIR等分析手段对CNC/CS-PVA复合纳米纤维的微观结构和性能进行了表征。结果表明：添加CNC后静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维直径变大,表面变粗糙,力学性能和热学性能提高;随着CNC含量的增加,静电纺CNC/CS-PVA纤维的杨氏模量（E）和抗拉强度（σ）先增强后减弱,而外延起始温度继续上升。当CNC含量为3wt%时,静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维力学性能最好,相比于CS-PVA复合纳米纤维,E和σ分别提高了43.9%和24.8%;当CNC含量为20wt%时,静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维直径分布不均匀,可以观察到单根纤维表面存在少量的球状结构物质,同时外延起始温度达到328.83℃;FTIR分析得出,CNC与CS和PVA之间只存在分子间的相互作用而没有发生化学反应;随着溶液的酸性减弱,碱性增强,不同CNC含量的静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维稳定性逐渐提高,而CNC含量对其稳定性影响不大。     

磁致型聚己内酯/纳米四氧化三铁形状记忆复合电纺纤维的制备与表征

以交联的聚己内酯(c-PCL)作为复合电纺纤维的基体材料,纳米四氧化三铁(Fe3O4)作为添加填料,运用静电纺丝的技术,制备了在交变磁场下回复的形状记忆复合纳米电纺纤维。通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)对制备的Fe3O4纳米颗粒进行了表征;利用扫描电镜(SEM)、差式扫描量热法(DSC)及动态力学分析(DMA)等检测手段对PCL/Fe3O4复合纳米纤维进行了表征。实验表明:粒径为14nm的Fe3O4在电纺丝中均匀分布,制备的复合纳米纤维的转变温度为53℃,在交变磁场中具有较好的形状记忆性能。     

超细电纺纳米纤维的直接制备(英文)

采用装配有疏水铜网的新型喷头研究了超细纳米纤维的制备.静电纺丝实现之前,首先对铜网进行了疏水处理,并将其安装于喷头前端.静电纺丝过程中,聚合物溶液由精密注射泵输送至喷头处.安装于喷头的铜网可将管道内的聚合物溶液分成多股细流从铜网网孔中流出.从铜网网孔流出的溶液细流受电场力作用被拉伸成多股独立射流,并从喷头携带走聚集的正电荷.受铜网表面疏水性和射流间电荷排斥力的影响,从铜网喷射出的多股射流都将保持其独立的轨迹而不会产生聚集.疏水铜网有利于减小纺丝射流的初始直径,并获得均匀的超细纳米纤维.利用新型的电纺丝喷头成功制备了直径20～80 nm的聚氧化乙烯(PEO)和聚乙烯醇(PVA)超细纳米纤维.实验结果表明,超细纳米纤维的直径随着电纺丝溶液浓度的增加而变大.     

静电纺纳米粘土/亚麻复合纳米纤维的制备及表征

利用静电纺丝技术制备了纳米粘土/亚麻落麻复合纳米纤维,其中亚麻落麻纤维溶解在分散有纳米粘土的4-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)/水的混合体系中。探究了纳米粘土和亚麻落麻的浓度、纺丝条件对纺丝工艺的影响。采用光学显微镜、SEM、TEM、FTIR、XRD和TGA测试了复合纳米纤维的微观形貌、结构及热学行为。结果表明:亚麻纤维浓度为1%时,可纺制成丝,且纳米粘土的加入可有效地改善纤维的细度和均匀性;TEM测试结果表明:纳米粘土已成功附着在纳米纤维上,但分散性有待进一步提高;FTIR和XRD结果表明:纳米粘土成功附着在亚麻纤维中,且存在于亚麻纳米纤维和粘土/亚麻复合纳米纤维中的纤维素为纤维素II型结晶;TGA分析表明:纳米粘土的引入可显著提高亚麻纤维的热稳定性。     

电纺制备聚丙烯腈/氮化硼杂化复合纤维及其结构、性能研究

针对聚合物材料导热性差的问题,为了改善聚合物填充复合材料的导热和吸附等性能,以聚丙烯腈和氮化硼为原料,利用静电纺丝方法制备了聚丙烯腈/氮化硼(PAN/BN)有机无机杂化复合纤维。采用扫描电镜、热分析、红外光谱、X射线衍射仪、激光导热仪和比表面积及孔隙度分析仪对复合纤维进行了结构和性能表征。实验通过改变聚丙烯腈和氮化硼在纺丝溶液中的质量比,研究了纤维中不同氮化硼含量对复合纤维形态、结构和性能的影响。结果表明,通过静电纺丝能够把氮化硼包覆并均匀分散在聚丙烯腈聚合物中,可有效改善聚合物的导热和吸附性能。随着纤维中氮化硼含量的增加,材料的热导率增加,当BN质量分数为54.5%时,纺制得到的PAN/BN杂化复合纤维的热导率最高达到3.977 W/(m·K),比热导率为0.048 W/(m·K)的纯PAN纤维高82.8倍左右。     

电纺聚酰胺酸/Fe_3O_4磁性纳米复合纤维的制备与表征

将纳米Fe3O4磁性颗粒加入由PMDA和ODA制备的PAA聚合物溶液中,通过静电纺丝法制备PAA/Fe3O4复合纤维。利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对复合纳米纤维的微观形貌和Fe3O4在纤维中的分布进行了观察,采用X射线衍射仪(XRD)验证了Fe3O4在复合纳米纤维中的存在,通过磁性实验分析了纳米复合材料的磁性能,同时使用红外光谱仪对纳米复合材料的化学结构进行了分析。结果表明,所制备PAA/Fe3O4磁性纳米纤维成型良好,Fe3O4磁性颗粒已分散在纤维中,与PAA是物理复合,材料具有一定磁性,为进一步制备聚酰亚胺磁性复合纳米纤维做了有益的探索研究。聚合物磁性复合材料由于其独特的物理化学性能及超顺磁性,有着广阔的应用前景。     

纳米TiO_2@电纺微纳米纤维的制备及热辐射性能

对于高孔隙率纤维材料,提高热辐射遮挡效率是改善其绝热性能的有效途径。采用静电纺丝技术和自组装技术制备出纳米TiO_2@电纺聚偏氟乙烯(PVDF)微纳米纤维,表征了材料的微观形貌和热辐射性能;结果表明:在2.5~25μm红外波长范围内,组装4层纳米TiO_2后PVDF纤维的红外透过率显著降低,其Rosseland平均消光系数从31.9cm~(-1)提高到325cm~(-1)。计算了纤维材料在不同温度下的辐射热导率,发现在230和420K下,组装纳米TiO_2后纤维辐射热导率分别降低到0.011和0.066mW/(m·K),有效改善了纤维材料对热辐射的遮挡性能。     

共轭电纺法制备聚乳酸纳米纤维能源纱线及其应用

随着柔性电子产品的快速发展,人们对可穿戴能源技术的需求也愈加迫切。摩擦电纳米发电机(Triboelectric nanogenerator, TENG)和纺织材料结合的织物电子器件,在生物运动能量收集和多功能自供电传感器中展示出广阔的应用前景。在这里,我们通过共轭电纺丝法制备了柔性聚乳酸(Polylactic acid, PLA)纳米纤维能源纱线,讨论了纺纱参数(涡流场、静电场、速度场)对纱线形成和电学性能的影响。实验结果表明,能源纱线具有2 400 MPa的断裂强度和135°的疏水接触角,能保护芯电极稳定工作。结合能源纱线的自发电模式设计了触觉传感映射矩阵,,实现了实时触觉映射。此外,将能源纱线编织成的柔性发电织物,在人体1 Hz的低频运动下(外部负载100 MΩ时),发电织物的最大峰值功率密度为100 mW/m~2,能驱动LED灯珠和液晶显示屏。这种基于共轭纺丝的纱线制备方式为下一代电子织物的设计提供了新思路。     

电纺丝技术制备银纳米粒子/聚合物复合纳米纤维

银/聚合物纳米复合材料是一种典型的聚合物基复合材料,本文综述了运用电纺丝技术制备银纳米粒子,聚合物复合纳米纤维的最新研究进展.     

电纺制备基于棉纤维素的多组分聚合物纤维

通过在棉纤维素溶液中加入聚偏氟乙烯(PVDF)与聚乙烯醇(PVA)改善纤维素纺丝液的可纺性,针对纤维素电纺难的问题提供一种解决方法。在使用PVA与PVDF促进纤维素纺丝液可纺性持续提升的过程中,成功得到了形貌良好、表面光滑的超细纤维。随着PVA的引入,多组分超细纤维膜的亲水性也得到了明显提高,电纺膜的接触角从139.3°降低至93.9°。     

具有保温性能的电纺LA/PET纳米纤维复合织物的制备与表征

本文制备了电纺月桂酸(LA)/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纳米纤维/机织物的复合织物,并对其进行了表征.选用纯棉纱线、毛纱线、涤棉纱线、腈纶纱线和涤纶纱线分别作为经纬纱线,在实验室制备机织物小样,同时,通过静电纺丝法制备LA/PET纳米纤维,将LA包裹在PET基材之中.之后通过缝合的方式,将电纺LA/PET纳米纤维和机织物构造成三明治结构的复合织物.对纳米纤维的形貌和热性能进行了表征,并分别探究了LA/PET的质量比,机织物组织结构和机织物材料对复合织物保温性能的影响.结果表明:LA/PET纳米纤维呈圆柱形,具有光滑表面,LA和PET展现出良好的相容性,热焓值略低于理论值,但相变温度改变不大.复合织物的热保温性能测试表明,复合织物的保温性能都优于未加入相变材料的织物,同时展现出良好的热循环稳定性.     

氧化淀粉均相还原制备纳米金及用于催化丙烯环氧化反应

以过氧化氢氧化淀粉制备水溶性羧基淀粉(OST),通过红外光谱、滴定法、粘度和水溶性测试表征OST结构与性能。选择溶解性最高、羧基含量42.1%OST(OST42.1)用于还原氯金酸获得纳米金颗粒,通过溶胶负载制备纳米金催化剂。利用紫外-可见光谱、透射电镜、X衍射和低温N_2物理吸附表征所制备的催化剂的微观结构与性能。结果表明,随着OST42.1浓度由5g/L上升40g/L时,纳米金颗粒直径呈先降低而上升的趋势,在20g/L时还原所得纳米金颗粒负载量和颗粒平均直径分别为0.5%和1.8nm,比表面积和容积率分别为353.01m~2/g和0.293cm~3/g。以20g/L的OST42.1制备的催化剂,用于催化丙烯环氧化反应,转化率、氢气效率和丙烯环氧化选择性分别达到18.5%,31.1%和68%。其原因在于OST42.1在水中具有溶解度高和粘度低等优点,以均相还原氯金酸能增加纳米金颗粒负载量及降低直径,提高丙烯气相环氧化效率。研究表明,高水溶性的羧基淀粉能有效还原氯金酸,获得高催化活性的纳米金颗粒,在丙烯气相环氧化领域中具有广泛的应用。