超声波振动在静电纺丝技术中的应用

使用自行设计的振动静电纺丝设备分别对聚丙烯腈（PAN）和聚氧乙烯（PEO）进行了振动纺丝实验，实验结果表明，使用具有振动力场作用的静电纺丝设备，对于普通静电纺丝可以纺的溶液，纺出的纤维直径明显降低；对于粘度过高普通静电纺不能纺丝的聚合物溶液，可以进行纺丝。     

静电纺自集束法制备高取向度纤维

采用线性螺旋金属丝取代传统的针式纺丝喷头,利用静电纺丝方法制备了聚丙烯腈(PAN)纳米纤维。通过添加四正丁基溴化铵调节了纺丝液的电学性能。观察了纺丝过程中纺丝电流大小及射流运动轨迹,并对所纺纤维形貌及力学性能进行了表征与测试。实验结果表明,当四正丁基溴化铵的质量浓度为1.5%,纺丝电流大小为0.15~0.25mA时,射流的飞行轨迹从发散型变成集束型,射流集束现象明显,纤维取向度较好;纤维平均直径为920nm,纤维拉伸强度提高了近4倍。     

动态线性电极静电纺PVA纳米纤维的可纺性

为了解决传统针式静电纺针头易堵塞不易产业化的问题,采用铜丝动态线性电极静电纺丝技术对PVA纳米纤维的可纺性进行研究。利用扫描电子显微镜研究了PVA溶液浓度、电压和纺丝距离对PVA纤维形貌及直径分布的影响。结果表明:随PVA溶液浓度降低,溶液粘度和电导率减小,纤维直径及其分布变小。且随纺丝距离增大,纤维直径变细,纤维形貌变好。当PVA浓度为10%(质量分数),电压80 kV,距离30 cm时,可制备出形貌良好的纳米纤维,其直径为433 nm,产量高达 6.8 g/h ;当PVA浓度为5%(质量分数),电压80 kV,距离30 cm, 可纺最细纤维直径为96 nm。本研究可为未来PVA静电纺纳米纤维膜的规模化制备提供参考。     

再生丝素/丝胶共混蛋白水溶液的静电纺丝

采用静电纺丝方法制备了再生丝素/丝胶共混纤维,分析了共混配比对再生丝素/丝胶水溶液流变性能和静电纺可纺性的影响,通过扫描电镜、拉曼光谱和DSC等手段研究了所得纤维的形态和微细结构及其力学性能。研究结果表明:随着溶液中丝胶含量的增加,体系的表观粘度增大,静电纺纤维的直径减小且直径分布变窄;并且丝胶的存在有利于丝素蛋白从无规卷曲或α-螺旋结构向β-折叠结构转变,由此可提高静电纺纤维的力学性能。     

石蜡在熔体微分静电纺聚丙烯纤维中的作用研究

随着静电纺丝技术的发展,熔体静电纺丝因其环境友好、产量高而受到越来越多的关注,但是纤维直径过粗使其发展受到了限制。为了提高纤维细度、降低纤维摆幅,研究者通过添加不同含量的石蜡对聚丙烯(PP)进行改性,研究石蜡对聚丙烯熔体微分静电纺的纤维直径和纤维下落摆幅的影响。实验表明:石蜡作为添加剂,能够有效降低聚丙烯熔体的黏度,使得纤维的平均直径从4.48μm降到1.76μm;添加20%石蜡的聚丙烯熔体微分静电纺射流和纯聚丙烯熔体射流相比摆动半径从12.90mm降到2.63mm。     

熔融静电纺制备聚丙烯超细纤维的研究

采用熔融静电纺丝技术制备聚丙烯(PP)超细纤维,运用高速摄影技术记录了PP熔融纺丝液在高压静电场力作用下拉伸成丝的整个过程,并借助扫描电子显微镜( SEM)对不同静电压条件下所制备的PP超细纤维进行表征.实验表明,熔融静电纺射流运里大致可以分为稳定直线、分裂鞭动和沉积3个阶段.随静电压的增加,纺丝射流速度以及射流稳定直线运动区域增加,所制备纤维直径明显降低.     

静电纺再生丝素纳米纤维:纤维直径分布与力学性能

采用静电纺丝的方法研制了再生丝素纳米纤维(ERSF)膜,纤维直径为50～1000nm.将脱胶后的桑蚕丝溶解在摩尔比为1:2:8 的60℃CaCl2/CH3CH2OH/H2O三元体系中,将该溶液冷冻干燥后溶解在98%的甲酸中得到再生丝素溶液,对其进行静电纺丝.研究了不同纺丝条件下,静电纺再生丝素纤维的直径分布.研究发现:在一定的电压和喷丝头与接收屏的距离(C-D)下,7wt%是具有良好可纺性的临界浓度.纤维的直径随着溶液浓度的增加而增大,随着C-D的增加而减小,并且在C-D较大时可以获得较均匀的纤维.电压是另一个影响纤维直径的重要因素,当电压高于某一数值时,可以纺得细而均匀的纳米级再生丝素纤维.在9wt%,12cm C-D and 15KV 的纺丝条件下,80%的纤维直径在50～150nm之间.由于所纺得的再生丝素纤维膜在水中会产生收缩,因此用甲醇和丙酮对其进行处理.力学性能是影响纤维膜实际使用的重要性能,我们测定和分析了静电纺再生丝素纤维膜处理前后的力学性能.     

电纺PAN纳米纤维的AFM形貌及晶区分布研究

目前已有很多学者对聚丙烯腈(PAN)静电纺丝进行了研究,但对其工艺的研究存在不同看法,同时关于电纺PAN纤维有序结构分布的研究较少。针对以上,系统研究了较宽范围内静电纺丝参数对PAN纤维形貌和直径的影响。经过对比,喷丝液浓度对所制备PAN纤维直径影响最大,随着喷丝液浓度从6%(质量分数)升高至18%(质量分数),纤维平均直径由288nm增大至3 469nm。将超声刻蚀法、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)结合X射线衍射技术(XRD)对电纺PAN纤维内部结构进行研究。结果表明,电纺PAN纤维表面存在相互平行的横向沟槽,其中凸起部分为相对有序区域,宽度约为40~190nm,凹陷部分为无序区域,宽度约为20~35nm。     

静电纺丝制备聚羟基脂肪酸酯纳米纤维及其直径预测模型

以生物可降解材料聚羟基丁酸酯(PHB)为原料,采用静电纺丝技术制备了PHB纳米纤维,利用扫描电子显微镜观察纤维形态,研究静电纺丝参数对纳米纤维直径的影响。在响应面法的Box-Behnken设计的基础上对PHB静电纺丝纤维直径进行预测,通过回归分析建立二次多元模型。结果表明,PHB溶液浓度、挤出率和浓度二次项对纤维的影响最为显著,其次是毛细管直径和毛细管直径的二次项。模型预测的纤维直径与真实值差异不显著,说明回归模型拟合情况良好,可以有效地预测静电纺PHB纤维的直径。     

静电纺丝参数对聚乙酸乙烯酯纤维形貌的影响

以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,采用静电纺丝法制备了聚乙酸乙烯酯(PVAc)纤维.用场发射扫描电镜观察了PVAc纤维的形貌,研究了PVAc溶液质量分数、纺丝电压、收集距离等对纤维形貌及平均直径的影响.研究结果表明,PVAc溶液质量分数和纺丝电压对纤维的形貌有显著影响,随着PVAc溶液质量分数和纺丝电压的增大,纤维的平均直径增大;收集距离对纤维形貌的影响较小.尝试采用静电纺丝法制备了炭黑和PVAc的复合纤维,以增强纤维的导电性,成为导电碳纤维,但炭黑会显著降低PVAc的成纤性,因为它会吸附溶剂DMF,使溶剂在电纺过程中不易挥发,射流不能固化成纤维.     

壳聚糖/聚氧乙烯复合纺丝液性能对静电纺丝的影响

为了研究壳聚糖/聚氧乙烯复合纺丝液性能对静电纺丝的影响,利用质量分数为3％的壳聚糖(CS)与聚氧乙烯(PEO)以不同的质量比溶解在浓度为50％的冰乙酸水溶液中制备了CS/PEO复合纺丝液,采用静电纺丝技术制备了CS/PEO复合纳米纤维.用扫描电子显微镜(SEM)对制备出的CS/PEO复合纳米纤维进行表征,并测试了CS/PEO复合纺丝液的溶液性能.从复合纺丝液性能对静电纺纤维成型的影响机理角度对实验结果进行了分析.分析结果表明,在其他静电纺丝参数一定时,纺丝液黏度影响射流的稳定性,从而影响纤维的形貌和直径.只要纺丝液电导率在合适的范围内,对静电纺的影响不大.从泰勒的临界公式中得出了纺丝液临界电压与纺丝液表面张力最佳值的一一对应关系,并与本实验中的实验数据相吻合.     

静电纺羧甲基壳聚糖纳米纤维直径的预测模型

目的研究羧甲基壳聚糖溶液浓度和静电纺丝工艺参数对纳米纤维直径的影响。方法按照静电纺丝的原理,选取溶液浓度、电压、流量和喷头直径等4个影响因素,使用响应面法中的Box-Behnken设计对羧甲基壳聚糖静电纺丝纤维直径进行预测,得到二次多元回归模型。结果羧甲基壳聚糖溶液浓度、流量、浓度的二次项和喷头直径的二次项对纤维直径影响显著,该模型实验值与预测值高度拟合。结论通过响应面得到的模型能预测羧甲基壳聚糖纤维的直径,同时明确了羧甲基壳聚糖纤维的最佳电纺参数。     

炭纳米纤维在接近室温下对低浓度NO的催化氧化

采用聚丙烯腈(PAN)作为静电纺丝前驱体,通过静电纺丝法制备了炭纳米纤维,经预氧化和炭化处理,得到了孔隙率高、比表面积大的PAN基炭纳米纤维(PCNFs).通过控制前驱体溶液的浓度,可以得到不同直径的PCNFs.制备的样品在室温(20°C)下能去除低浓度的NO(5×10?5).结果表明,炭纳米纤维的微观结构可以影响其对...     

磁场辅助静电纺有序PAN/PVP复合纳米纤维的制备及工艺优化

磁场辅助静电纺丝(MFAES)技术能够制备有序纳米纤维,但其参数间的匹配关系很少被系统研究。通过MFAES方法制备了有序聚丙烯腈(PAN)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)复合纤维,应用正交实验分析了纺丝中主要的过程参数对复合纤维直径和有序度的影响。实验表明:随着浓度增大,复合纤维的直径增大,得到复合纤维的最小直径为496nm;溶液浓度和纺丝电压是复合纤维有序度的显著影响因素,在溶液浓度为14wt%、PAN/PVP配比为80∶20、纺丝电压为12kV、磁铁间距为2cm时,复合纤维的有序度最高达95%。     

线型螺旋静电纺丝法制备PAN纳米纤维

采用线性螺旋金属丝取代传统的针头式纺丝喷头实现了PAN纳米纤维多射流纺丝,探究了工艺参数对纤维细度及纤维膜形貌的影响。实验结果表明:纺丝电压为28kV时纤维细度和直径均匀性较好,纺丝距离为15cm时纤维粘连和再溶结现象得到明显改善;线性螺旋静电纺丝法制备的纤维膜厚度均匀性明显优于传统单针头静电纺丝方法。     

静电纺PBT纳米纤维的工艺参数及性能研究

采用静电纺丝法制备了聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)纳米纤维,讨论了主要工艺参数(包括溶液浓度、纺丝电压和距离)对纤维形貌和直径的影响.采用扫描电镜(SEM)观察了PBT纤维的表面形貌,结果表明,当质量分数为9％～18％、纺丝电压为12～21kV、纺丝距离为11～20cm时,PBT溶液具有可纺性.分别采用热重-差热(TG-DTA)分析、X射线衍射和单轴拉力测试表征了纤维性能,发现PBT纤维具有一定的耐热性和较好的力学性能,电纺中可发生部分结晶.     

PASS溶液性质对静电纺丝可纺性及纤维形貌的影响

选取苯酚和四氯乙烷的混合物作溶剂,采用不同分子量的聚芳硫醚砜(PASS)树脂配制不同浓度的溶液,考察了溶液动态流变性能、表面张力、导电率对静电纺丝可纺性以及纤维形貌的影响。结果发现溶液的可纺性有实数黏度依赖性,纤维直径受溶液黏度的影响最大。     

电纺丝法制备聚环氧乙烯超细纤维

采用静电纺丝的方法制备出聚环氧乙烯超细纤维。通过场发射环境扫描电子显微镜(ESEM)对超细纤维的形貌及直径分布进行了表征。研究了纺丝过程中溶液浓度、不同溶剂和射流长度三个参数对纤维形态的影响。研究结果表明,水溶液的浓度对得到连续的超细纤维起决定性作用。在电纺丝的工艺参数中,混合溶液的性质对纤维的形态和直径分布影响很大;对于不同的溶液体系也要采取不同的射流长度。     

炭纳米纤维在接近室温下对低浓度NO的催化氧化（英文）

采用聚丙烯腈(PAN)作为静电纺丝前驱体,通过静电纺丝法制备了炭纳米纤维,经预氧化和炭化处理,得到了孔隙率高、比表面积大的PAN基炭纳米纤维(PCNFs)。通过控制前驱体溶液的浓度,可以得到不同直径的PCNFs。制备的样品在室温(20℃)下能去除低浓度的NO (5×10~(-5))。结果表明,炭纳米纤维的微观结构可以影响其对NO的催化性能。CNFs直径越小,微孔越发达,比表面积越大,吸附和催化氧化效果越好。     

工艺参数对喷气式静电纺的产量和纳米纤维形貌的影响

以提高PAN纳米纤维的产量为目的,根据喷气静电纺丝的原理,设计了一种新型静电纺丝装置。研究了不同通气速度、溶液输入速度、电压等工艺参数对纳米纤维毡的产量和面积的影响。研究发现,该静电纺丝装置极大地提高了纳米纤维的产量,使产量达到普通针头产量的二十倍以上。通过研究电压对纳米纤维毡的产量和面积以及纳米纤维的微观形貌的影响,发现纳米纤维的产量随电压的增加而增加,在电压为33kv时达到最大值;纳米纤维的形貌随着电压增加,直径从528.42nm减小到243.25nm,标准偏差从43.25%减小到28.02%。当通气速度为800ml/min,溶液输入速度为8ml/h,纺丝电压为33kv时,纳米纤维毡的产量达到最大值2.8g/h。