聚丙烯熔体微分离心静电纺丝工艺初探

高速离心纺丝是高效制备超细纤维的有效途径,离心纺丝与静电纺丝结合纺丝效率高,纤维直径细,但目前基于绿色无溶剂的熔体法离心静电纺丝研究几乎空白。设计了一种基于熔体微分的熔体离心静电纺丝装置,选取聚丙烯作为研究对象,成功制备了聚丙烯超细纤维,并探究在一定转速下,高压静电电压和离心盘熔体温度对纤维直径的影响。试验结果表明:高压静电的施加和熔体温度的提高,都有助于纤维的细化。     

聚合物熔体法制备纳米纤维技术研究现状

针对聚合物熔体法生产纳米纤维效率低、性能不稳定,无法规模化应用的现状,对熔体法制备纳米纤维技术进行了综述。首先根据熔体法制备纳米纤维原理,对现有熔体法制备纳米纤维方法进行分类和对比分析,并结合研究现状,认为将不同单一纳米纤维制备方法进行有机组合是熔体法制备纳米纤维的发展趋势;然后详细综述了熔体法制备纳米纤维的工艺参数与纤维线密度之间的关系,揭示了熔体法纺纳米纤维细化技术的共性问题;最后介绍了熔体微分静电纺丝技术在纳米纤维制备方面的主要成果,通过机制揭示、工艺优化、材料改性等关键技术,熔体微分静电纺丝技术实现了平均直径小于500 nm 纤维的规模化制备。     

聚合物熔体电纺超细纤维材料改性研究进展

静电纺丝是目前制备纳米纤维的一种高效方法。采用无溶剂的熔体静电纺丝工艺制备超细纤维,对材料性能要求苛刻。介绍了高分子材料的改性及其在熔体静电纺丝领域的应用,重点阐述了材料改性对于静电纺丝制得的纤维直径的细化作用,总结近年来国内外通过材料改性来细化纤维的方法及成果,并对其发展提出一定的见解。     

离心纺丝技术的发展现状

离心纺丝是一种利用离心力进行纺丝的新型微纳米纤维制备技术。本文介绍了离心纺丝的基本原理,综述了离心纺丝设备的发展现状,阐述了纺丝过程中工艺参数对纤维的形貌、直径及结晶度的影响。     

基于惯性离心力的径向直线拉伸射流纺丝方法

为提高熔体离心纺丝效率,减小纤维直径,提出了一种直线、径向、无摩擦阻力拉伸射流的离心纺丝方法,并建立了简单的数学理论模型,基于该理论模型确定了纺丝实验设备的关键参数。采用聚丙烯为原料进行间歇式熔体离心纺丝时,在距离离心旋转盘边沿1∽2 mm处采集纤维的最大直径范围在6.5∽10.5 μm 之间;根据熔体流量和形成初始射流的喷孔内径,得出纤维细流最大径向速度与旋转盘线速度的偏差小于18%,表明该理论模型是有效的。采用连续生产模式时,在得到聚丙烯纤维平均直径为0.8 μm,转速为8 000 r/min的条件下,测得其熔体离心纺丝效率为0.820 g/min。     

纺丝工艺及预氧化条件对离心纺聚丙烯腈基纳米碳纤维的影响

采用离心纺丝及预氧化碳化技术制备纳米聚丙烯腈基碳纤维,通过正交实验,对离心纺丝制备纳米聚丙烯腈纤维的4个工艺参数（溶液浓度、转速、针头直径和接收距离）进行优化组合,探究最佳的组合工艺;并对聚丙烯腈纤维预氧化工艺中的温度和时间进行组合优化。结果表明：在离心纺丝工艺中,浓度是对纤维直径影响最大的工艺参数,而转速则是对纤维均匀度影响最大的参数;预氧化处理的温度应在250℃以上,以280℃为宜,且适宜的预氧化时间为2h。     

硬脂酸及辅助气流对熔体微分静电纺的影响

为得到细化的纳米纤维,利用自制的熔体微分静电纺丝装置,在聚丙烯（PP）中添加硬脂酸进行熔体微分静电纺丝,讨论硬脂酸含量对纤维的细化作用,同时探究在纤维下落时,气动抽风装置中的气流速度对纤维牵伸细化作用。实验结果表明：在纺丝温度为260 ℃,添加质量分数为2%~10% 的硬脂酸有助于降低PP熔体的黏度和细化纤维直径;当硬脂酸质量分数为4%时纤维细化效果最好。当通入的气流速度从13m/s 增加到29m/s时纤维直径明显细化（气流最大速度为29m/s）。当硬脂酸质量分数为4%,气流速度为29m/s时,纤维直径大都小于500nm,平均直径可达420nm。     

熔体微分静电纺制备聚乳酸纳米纤维

采用自制的熔体微分静电纺丝设备,探究了硬脂酸对聚乳酸(PLA)熔体粘度的影响,并通过辅助气流进一步细化纤维直径。试验结果表明:硬脂酸可有效降低PLA熔体的粘度,并细化了纤维直径,确定了硬脂酸最佳添加量为6%。辅助气流流速的提高会增加喷头处泰勒锥的数目,进而降低纤维直径。在纺丝温度250℃,纺丝距离4.5 cm,硬脂酸添加量6%,辅助气流流速25 m/s的条件下,可以制备出平均直径为610 nm的PLA纳米级纤维。     

离心纺丝的发展现状及前景

离心纺丝是一种新的制备纳米纤维的方法,纺丝效率高,纺丝原料多样化,并且克服了很多熔体静电纺丝和溶液静电纺丝的缺点。本文对离心纺丝的发展过程进行了综述,并简要介绍了高速离心纺丝与离心静电纺丝的原理。其中,针对高速离心纺丝过程,总结了影响纤维质量和产量的因素,对离心纺丝今后的深入研究具有一定的借鉴意义。     

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。     

多功能纳米纤维微流体纺丝技术及其应用研究进展

为进一步推广微流体纺丝技术,综述了国内外微流体纺丝技术的制备机制及其在制备荧光杂化微纤维等方面应用的研究进展。将微流体纺丝技术与静电纺丝技术、熔融纺丝技术以及气喷纺丝技术在成形机制与工艺参数、纤维形貌(竹节状纤维、Janus 纤维)与结构特征等方面做了比较,为微流体纺丝技术的研究提供理论参考。同时,介绍了用微流体纺丝技术纺制的荧光微纤维在荧光编码、光学传感和多信号分析等材料领域的应用,并对微流体纺丝技术当前存在的问题以及未来发展前景进行总结与展望。     

离子液体新介质在高值化纤维素纤维中的应用

为了探索高值化纤维素纤维的发展,综述了离子液体新介质在高值化纤维素纤维中的应用,详细介绍了离子液体溶剂体系、纺丝过程与技术的进展,指出离子液体新介质应用于纤维素纤维理论研究已比较完善,形成一定的技术积累,处在工程化的前期。列举了多种离子液体为溶剂的高值化纤维素纤维产品,提出高值化纤维素复合纤维与纤维素衍生物纤维是离子液体在纤维素纤维产品开发领域的发展方向。     

双喂给双分梳转杯纺技术研究进展

转杯纺纱技术具有高速高产的优势,得到了广泛的应用,但传统转杯纺因单分梳辊的配置不适合纺制纤维性能差异较大的混纺纱,而近年来双喂给双分梳(DFO)转杯纺技术的提出为这类混纺纱开发提供了可能。概述了DFO转杯纺技术的发展历程,比较了其与传统单分梳转杯纺在纺纱器气流场分布方面的异同,探讨了2路独立喂入的纤维在纱线中的混合与分布情况,指出了DFO转杯纱质量提高的原因以及DFO纱线结构的特点。此外,综述了DFO转杯纺技术在纱线产品设计和面料开发方面的进展,展望了该技术未来的发展前景,指出DFO纺纱器的完善和颜色与结构变化花式纱的开发是其研发方向。     

超大容量熔体直纺仿棉共聚酯纤维产业化工艺优化

针对仿棉聚酯纤维在20万 t/a熔体直纺装置上产业化的难点,对共聚酯可控聚合工艺、熔体输送过程模拟和纺丝牵伸工艺进行研究。第一酯化后添加第四单体山梨醇,终缩聚之前添加第三单体聚乙二醇,可生产性能指标满足要求且稳定的共聚酯;通过熔体管道长距离输送模拟,熔体输送过程中主要调节熔体温度、熔体黏度、第一热媒温度来改变熔体黏度降、熔体温度降;纺丝过程中采用中空和十字复合喷丝板,并调节纺丝温度、冷吹风条件、卷绕速度等来控制异形度,在假捻过程中使用皮圈式假捻器等,可获得稳定、优质的共仿棉聚酯纤维。     

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。     

生产熔纺微孔中空纤维的新方法

微孔中空纤维可作为过滤材料应用于生物技术或化学工程领域.微孔中空纤维通常采用湿纺工艺制备得到,其在相转变过程中形成多孔结构.介绍了一种生产多孔中空纤维的新方法——熔融纺丝,采用该法生产不会发生相分离.聚丙烯（PP）先与一水溶性高分子混合,再经中空纤维喷丝孔挤出成形.该生产工艺产率高,并且由于仅需要水,萃取过程简单.     

应用高效工艺生产C 27.8 tex纱的实践

通过对C 27.8 tex纱重定量纺纱工艺的研究,探索了在传统纺纱设备上实现优质高效纺纱的工艺,认为清梳工序应提高分梳能力和使纤维快速转移,并粗细工序则应注重对纤维的有效控制,选用合适的纺纱器材.     

梯度复合聚丙烯腈纳米纤维膜的制备及其过滤性能

为发挥纳米纤维膜在高效空气过滤材料领域的作用并实现连续化生产,通过自制静电辅助溶液喷射纺丝实验机,采用Box-Behnken试验设计方法,建立了聚丙烯腈(PAN)纳米纤维直径和纺丝工艺参数的关系。利用在线复合方式连续制备了不同直径梯度复合的PAN纳米纤维膜并将其用于空气过滤领域,并对纤维膜的结构和形貌进行了表征。结果表明：通过调整纺丝工艺参数可有效地实现对纤维直径的控制;同时由该技术所制得的复合膜在消除静电后,通过物理筛分作用,对0.4 μm的癸二酸二辛酯粒子具有99.923 %的过滤效率和117 Pa的压降,对大于0.8 μm的粒子具备100 %的过滤效率。