静电纺聚丙烯腈纳米纤维膜的制备及性能研究

目前,采油废水随着石油开采难度的增加,治理难度也相应提高。采用静电纺丝技术,以聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈(PAN)为原料,N,N-二甲基酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,制得了不同比例的PVDF/PAN纳米纤维膜。并对所做出来的PVDF/PAN纳米纤维膜的形貌和性质进行表征,优选出了最佳比例,在最佳质量比PVDF∶PAN=3∶2的基础上,优选出质量分数12%的PVDF/PAN纳米纤维膜进行实验。结果表明:此膜对采油废水的处理效果显著。     

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。     

壳聚糖/聚乳酸复合纳米纤维的制备及抗菌性能研究

采用静电纺丝技术制备聚乳酸(PLA)质量分数为8%的纳米纤维及壳聚糖(CS)与聚乳酸(PLA)质量比为1/5、1/10、1/15、1/20、1/40的复合纳米纤维。借助扫描电子显微镜(SEM)观察和红外光谱(FT-IR)分析,并利用振荡烧瓶法测试抗菌性能。结果表明:CS的含量对纳米纤维的形态影响很大,且PLA与CS能很好地复合;复合纳米纤维对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有良好的抗菌作用,当CS与PLA质量比大于1/10时,对2种菌的抑菌率达90%以上。     

静电纺聚苯乙烯纳米纤维膜的制备及其性能

采用静电纺丝方法制备了疏水性聚苯乙烯(PS)纳米纤维膜。研究了添加0.5wt.%十二烷基硫酸钠(SDS)对PS纺丝溶液性能以及纳米纤维膜形貌结构的影响,内容涉及PS纳米纤维膜厚度对膜的平均孔径和孔径分布的影响分析,该膜的水接触角和孔隙率的测试等。最后,采用直接接触式膜蒸馏(DCMD)装置测试了不同厚度PS纳米纤维膜在蒸馏水和35g/L NaCl溶液中的水通量和截留率。研究结果表明了平均孔径约为0.19μm、厚度约为150μm、孔隙率约为84%、接触角约为114°的PS纳米纤维膜的水通量约为19.4kg/m~2h,截留率大于99.99%,适合应用于DCMD领域用于盐溶液和海水淡化。     

茶多酚/聚乳酸复合纳米纤维膜的制备及抗菌性能研究

采用静电纺丝技术,分别制备了聚乳酸(PLA)质量分数为8%的纳米纤维膜及茶多酚(TP)质量分数分别为0.5%、0.75%和1%的茶多酚/聚乳酸复合纳米纤维膜.借助扫描电子显微镜(SEM)观察和红外光谱分析,并利用振荡烧瓶法测试薄膜的抗茵性能.SEM图分析表明,添加TP对纳米纤维形态的分布影响不大.由红外光谱图分析可知,复合纳米纤维膜中确实存在茶多酚.抗茵结果表明,茶多酚/聚乳酸复合纳米纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有良好的抗茵作用,并且随着纺丝液中TP含量的增加,抗茵性能不断提高,对金黄色葡萄球菌的抗菌效果也更好.     

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。     

静电纺丝法制备细菌纤维素纳米纤维

利用静电纺丝技术,以实验室自制的细菌纤维素(BC)为原材料,选择室温离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物(AMIMCL)为溶解体系,制备出细菌纤维素纳米纤维。实验中通过添加助溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)降低纺丝液的粘度,并设计了转动的滚筒收集器,考察了BC质量分数、DMF的添加量、电压、固化距离等因素对静电纺丝的影响,利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)以及X射线衍射(XRD)对纺丝进行分析。研究表明,在BC质量分数为5%、AMIMCL与DMF的质量比为1∶2.5、电压为23kV、固化距离为12cm、环境湿度为60%～80%的条件下能够制备出连续的、直径为500～800nm的细菌纤维素纳米纤维;BC的晶体结构为纤维素Ⅰ型,而BC经离子液体溶解并静电纺丝后其结构转化为纤维素Ⅱ型。     

抗菌活性微球与PVA静电纺复合纤维膜的构建与其长效缓释性能研究

姜科药物姜黄素具有消毒杀菌、抗炎抗癌等多重医药作用,是理想的天然药物材料,但是其稳定性较差,吸收率较低,在人体中代谢较快,导致其生物利用度较低。通过反向乳液聚合制备了壳聚糖/姜黄素微球,并利用静电纺丝技术将其与聚乙烯醇(PVA)混纺制备成壳聚糖/姜黄素微球与PVA共混纤维膜。通过红外光谱和扫描电镜(SEM)对得到的纳米纤维膜进行性能表征,并通过调控微球与PVA比例提高纳米纤维膜的力学性能、缓释性能以及抑菌率。结果表明：当微球与PVA质量比为1∶5时,共混纤维膜机械性能最佳;药物累计释放测试结果表明,体外释放时长可达54h,缓释曲线符合Ritger-Peppas模型;抗菌测试结果表明,对于金黄色葡萄球菌,载药纤维膜的抑菌率可达99.9%。     

静电纺纳米纤维支架结构的研究进展

静电纺丝作为一种纳米纤维支架的仿生构建方法 ,已在软骨组织工程领域中得到越来越多的应用和关注。但是,由于静电纺纳米纤维支架的孔径过小以及无法精确控制支架的形状影响其向临床应用转化。近年来涌现出许多控制纳米纤维支架结构的方法。本文对控制纳米纤维支架结构的方法进行了综述,并对纳米纤维支架在软骨组织工程中应用的主要挑战和前景,提出了看法。     

静电纺壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜的制备及表征

通过静电纺丝技术首次将溶解在1%(体积分数)超低浓度乙酸溶液中的3%(wt,质量分数,下同)壳聚糖(CS)与溶解在去离子水中的11%聚乙烯醇(PVA)溶液进行混合,在20～22kV高压静电场下制备出直径在70～300nm之间、CS含量高达60%,具有均匀结构的CS/PVA纳米纤维膜。通过旋转流变仪、扫描电镜、X射线衍射仪、红外光谱、热重分析和万能试验机等手段对其混合溶液进行表征。结果表明:CS/PVA纳米纤维膜的形貌与CS和PVA的混合比例有关,当CS含量低于60%时,纤维形貌良好,当CS含量高于60%时,纤维中存在有液滴以及纺锤体。另外,CS与PVA之间存在强有力的氢键作用并具有很好的相容性,PVA可以降低壳聚糖的结晶性利于静电纺过程的进行;并且该CS/PVA纳米纤维膜具有较好的热稳定性和弹性,随着PVA比例的增加其最大拉伸强度可达到9.98MPa。     

PVDF/SiO_2原位复合纳米纤维膜的制备及性能研究

采用原位复合溶胶-凝胶法配制复合纺丝液,通过高压静电纺丝制备出PVDF/SiO_2复合纳米纤维膜。采用FTIR分析了PVDF与SiO_2分子间的相互作用,并通过TEM表征了纳米二氧化硅的具体分散状态。研究了纳米SiO_2的加入对膜的热性能、结晶行为及力学性能的影响。结果表明,原位复合溶胶-凝胶法使纳米SiO_2在PVDF中具有良好的分散性,由FTIR可知在纳米SiO_2与PVDF分子间形成了C-O-Si键,使纳米粒子与PVDF基体形成了一定的结合力,进而提高了纤维的强度,且对纤维的热性能及结晶行为也产生了一定的影响。     

静电纺丝纳米纤维在吸附分离领域的应用进展

静电纺丝技术作为一种简单有效的制备纳米纤维的方法,制备的纳米纤维具有巨大的比表面积,而且采用该技术制备纳米纤维具有操作简单、易于控制、成本低廉等特点,已经在生物医学领域、国防领域、吸附分离领域等取得了一系列应用进展。本文首先对静电纺丝技术做了概述;其次,对其制备原理、影响因素及应用优势等做了简要的说明;然后重点综述了静电纺丝制得的纳米纤维在吸附分离领域的应用进展,总结了静电纺丝纳米纤维存在的问题并对其在吸附分离领域的应用趋势做出了展望。     

一种新型碳纳米纤维的电磁性能研究

细菌纤维素在一定温度下碳化, 得到一种三维网状结构的纳米碳化纤维(CBC), 利用X射线衍射仪、拉曼光谱仪和透射电子显微镜对这种新型碳纤维进行了分析表征。将 CBC与石蜡按一定比例复合, 采用矢量网络分析仪在0.1~18 GHz 范围处测试了其电磁参数, 发现此复合材料具有较大的介电常数实部和虚部, 特别是在频率较低时, 具有很大的介电损耗。将少量 CBC 与Fe₃O₄ 纳米颗粒复合, 可极大地改善磁性颗粒的微波吸收性能, 当样品厚度为1.2 mm时, 反射损耗(RL)最小值从-2 dB 降至-21 dB。     

聚己酸内酯纳米纤维的拉伸试验及表面表征

文中采用静电纺丝法制备了纳米聚己酸内酯纤维,对单根纤维进行了单向拉伸试验,研究了单根纤维在纳米尺度的基本力学性能;并通过原子力显微镜研究了纤维表面结构特征对纤维力学性能的影响。结果表明,在拉伸载荷作用下,随着纤维直径的减小,纤维的杨氏模量没有显著的变化;纤维表面特征对纤维的拉伸强度有重要影响,但对纤维的杨氏模量影响不大。     

静电纺纳米纤维对复合材料层间增强增韧的研究进展

综述了当前国内外静电纺纳米纤维对复合材料层间增强增韧的研究现状,总结了静电纺纳米纤维作为层间改性材料的优势,讨论了纳米纤维对复合材料层间韧性、抗冲击性能以及限制裂纹扩展等方面的应用,并提出了下一步的研究工作重点。     

取向TSF/PLLA静电纺纳米纤维毡的制备及其生物相容性

利用静电纺丝技术制备了取向的柞蚕丝素/左旋聚乳酸(TSF/PLLA)纳米纤维毡。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)和拉伸测试分别对TSF/PLLA纳米纤维的形貌、结晶结构及力学性能进行了研究。将人成骨肉瘤细胞(MG-63)种植在TSF/PLLA纳米纤维上,通过荧光显微镜分析和MTT(四甲基偶氮噻唑蓝比色法),观察细胞在材料表面的生长情况,评价纳米纤维的生物学性能。结果表明,TSF含量为10%时,纤维直径分布均匀,结晶度高。但是,TSF含量超过10%后,纤维直径粗细不匀明显,纤维的力学性能下降。与无规纤维毡相比,取向的纳米纤维毡力学性能优异,初始模量高,更能够促进细胞增殖,对细胞的生长行为影响大。     

静电纺丝法制备氧化锰纳米丝电极及其电化学性能

利用静电纺丝技术成功制备了φ60～80nm的氧化锰纳米纤维丝,并构建了三维纳米丝网状结构电极,应用于锂离子二次电池. 使用扫描电子显微镜、X射线衍射、循环伏安和电池充放电等研究手段,表征了纳米纤维丝的结构和电化学性能. 研究结果发现:氧化锰构建的纳米丝在嵌锂和脱锂的过程中没有出现纳米纤维丝的结构塌陷问题,在高能量密度下表现出较大的可逆循环容量,放电容量达到160mAh/g. 经过50次循环后, 容量可达132.5mAh/g, 平均每次循环的容量衰减在1%以下. 这些结果表明了氧化锰纳米纤维丝可作为三维锂离子电池中的阴极材料.     

木质素磺酸盐-丙烯腈共聚物及其碳纳米纤维的制备

通过酯化反应和自由基共聚反应制得木质素磺酸盐-丙烯腈共聚物(P(LS-AN)),采用静电纺丝技术将其制成纳米纤维,再经预氧化和碳化处理,制得碳纳米纤维。采用红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热/热重同步分析仪(DSC/TG)、扫描电子显微镜(SEM)和拉曼光谱仪(Raman)对P(LS-AN)、电纺纤维及其碳纳米纤维的结构进行表征。结果表明,P(LS-AN)纳米纤维具有良好的热稳定性,在较高升温速率(10℃/min)下对其进行预氧化和碳化处理,所制得的碳纳米纤维单丝间未产生粘连。在碳化过程中,LS的苯酚结构有利于促进有序碳结构的形成,使得碳纳米纤维的结构更为完善。     

静电纺丝制备的ZrO2纳米纤维及其应用的研究进展

制备超细、高性能ZrO2纤维是实现其在催化、能源及环境等领域工程应用的关键。静电纺丝技术是一种近年来兴起的氧化物陶瓷纳米纤维制备新方法,能够制备直径较小、均一性高、连续性好的ZrO2纳米纤维,并且可通过控制前驱体纺丝液组成、静电纺丝工艺及热处理参数,对ZrO2纤维的组成、结构及性能进行调控。介绍了ZrO2纳米纤维制备、结构及性能方面的研究进展,并对经由原料组成、静电纺丝工艺及热处理条件调控的ZrO2纳米纤维结构、性能以及应用进行了综述和分析。