静电纺聚醚砜纳米纤维膜的制备及性能研究

配制不同浓度的聚醚砜(PES)纺丝液,在不同纺丝温度和进液速度下,采用静电纺丝技术制备PES纳米纤维膜,并通过扫描电子显微镜观察膜表面的微观形貌,探究纺丝液浓度、进液速度和纺丝温度等条件对纤维的形貌、直径和孔径分布等的影响。结果表明:当纺丝液浓度为28%(质量分数),推进速度为1mL/h,纺丝温度为45℃时,纺丝效果最佳。分别采用电子万能试验机和泡压法滤膜孔径分析仪对优化条件下制得的PES纳米纤维膜的力学性能、通孔孔径及孔径分布进行测试,发现该条件下所得PES纳米纤维膜的弹性模量为33.4MPa,断裂伸长率为38.63%,拉伸屈服应力为3.47MPa;纤维平均直径为0.723μm,平均孔径为3.5689μm,最可几孔径为3.5655μm。静电纺PES纳米纤维膜有望作为高精度滤膜材料使用。     

仿树枝状PA6纳米纤维膜电纺工艺研究

在PA6纺丝液中添加有机盐四丁基氯化铵(TBAC),通过静电纺丝成功制得仿树枝状PA6纳米纤维膜,通过扫描电镜探讨聚合物用量,添加物用量以及纺丝工艺参数对纤维形貌的影响,分析表明当PA6用量为14%,TBAC用量为4%,电压为45kV,接收距离为15cm,注射速率为0.1mL/h时,纤维平均直径为116nm,制得的纳米纤维膜分支纤维较多,呈现形貌良好的树枝状结构。     

静电纺丝法制备聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物锂离子电池隔膜及性能

以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮的混合溶液为溶剂,通过静电纺丝技术制备了聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)纳米纤维膜,并对纺丝工艺及纤维膜的性能进行了详细研究。结果表明:PVDF-HFP纤维膜的最佳纺丝工艺条件为:纺丝液浓度为0.26g/mL、溶剂DMF与丙酮的体积比为7∶3、纺丝电压为20kV、纺丝温度为30℃。制备的PVDF-HFP纤维膜中纤维直径主要分布在150～300nm,膜的熔点为157.94℃,拉伸强度为10.09MPa,断裂伸长率为74.34%,孔隙率达84%,吸液率达到570%。     

静电纺PA6/CTS/LiCl纳米纤维膜的制备研究

采用静电纺丝技术制备聚酰胺6(PA6)/壳聚糖(CTS)/氯化锂(LiCl)纳米纤维膜,考察了CTS、PA6及LiCl添加量对纳米纤维膜形貌、直径分布的影响。通过场发射扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪对纳米纤维膜的微观形貌及表面官能团进行分析。结果表明:在PA6添加量为1.8g、CTS添加量为0.3g、LiCl添加量为0.12g的条件下,纺丝效果最佳,纤维平均直径为103nm。傅里叶变换红外光谱分析表明PA6/CTS/LiCl纳米纤维膜具有PA6和CTS的特征吸收峰,PA6/CTS/LiCl纳米纤维膜有望作为滤膜材料使用。     

静电纺PU/PANI纳米纤维膜制备及性能研究

以聚苯胺(PANI)和聚氨酯(PU)等为原料,采用静电纺丝技术,成功制备PU/PANI纳米纤维膜。采用SEM扫描电镜研究了PU/PANI配比、纺丝液浓度、挤出速度等对纤维形貌与结构的影响,并研究了其力学性能、过滤性能以及电学性能。结果表明,当PU/PANI质量配比为10∶1,纺丝液质量浓度为8%,挤出速度为6mL/h时,纺丝效果最佳,制得纳米纤维直径分布较为均匀,约为300~500nm。添加一定量的PANI可提高纺丝液电导率,有助于改善静电纺丝效果,降低纳米纤维直径;PU/PANI纳米纤维膜阻抗比纯聚氨酯纳米纤维小2个数量级,具有优良的抗静电性。在32L/min流量下,对0.3μm的粒子,过滤效率达96.0%以上,是一种优异高效抗静电过滤材料。在易燃易爆、安全过滤、特种工况防护服装中具有潜在的应用前景。     

试验条件对纳米纤维膜拉伸性能的影响

通过静电纺丝方法,在纺丝液浓度12％,电压15kV,纺丝距离15cm的条件下,得到直径分布均匀的PA6纳米纤维.为了研究测试条件对纳米纤维拉伸性能的影响,以夹距、拉伸速度、试样宽度为因素,采用正交试验对测试结果进行分析.结果表明:在纳米纤维膜拉伸性能的影响因素中,对于断裂强度变异系数而言,拉伸速度的影响最大,夹距次之,试样宽度最小;而对于断裂伸长率变异系数而言,夹距的影响最大,试样宽度次之,拉伸速度最小.纳米纤维膜拉伸性能的最佳测试条件为夹距40mm,拉伸速度5mm/min,试样宽度8mm.     

静电纺丝制备聚乙烯醇/再生柞蚕丝素蛋白复合纳米纤维

将聚乙烯醇(PVA)与再生柞蚕丝素蛋白(RWSF)共混,通过静电纺丝技术制备了PVA/RWSF复合纳米纤维,在保持材料降解性能和力学强度不变的前提下,获得了具有生物活性的表面。应用正交法优选出PVA/RWSF复合纳米纤维的最佳制备工艺参数。扫描电镜观察到,各组电纺膜中纤维的形貌较好,不同参数条件下纤维的直径和均匀程度有较大差别;方差分析表明,静电纺丝过程中纺丝液浓度、PVA/RWSF质量比和纺丝电压对纤维均匀性的影响显著;结合后期验证性实验确定PVA/RWSF复合纳米纤维最佳电纺参数为电纺液浓度0.09 g/mL、PVA/RWSF质量比90/10、纺丝电压18kV、推进速度1.5mL/h、接收距离14cm,此时制备的纤维均一、纤细,重复性好。     

改性魔芋葡甘聚糖/生物可降解聚酯静电纺丝

为了制备改性魔芋葡甘聚糖(TDKGM)/生物可降解聚酯纳米复合纤维,以TDKGM和生物可降解聚酯(BP)为原料,三氟乙酸为溶剂,调节TDKGM和BP共混比例,采用静电纺丝方法分别制备了TDKGM/聚乳酸(PLA)、TDKGM/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)纳米复合纤维。探讨了TDKGM与可降解聚酯共混比例对纺丝溶液的电导率、表面张力、流变性以及复合纤维直径、形貌和力学强度的影响。随着BP的增加,TDKGM/PLA共混液的表面张力从22.2 N/m降至18.2 N/m,电导率从69.7μS/m下降至39.1μS/m;TDKGM/PBS共混液的表面张力从22.8 N/m降低到17.0 N/m;储能模量、损耗模量、剪切黏度都随之降低;而TDKGM/PBS共混液的电导率变化不成线性规律。当TDKGM/PLA比例为5∶5、TDKGM/PBS比例为6∶4时得到的纤维形貌最为理想,纳米复合纤维的直径分布在400~600 nm,100~500 nm范围,纤维膜的拉伸强度分别为3.557 MPa,4.543 MPa。TDKGM和BP共混比例将影响共混液的电导率、表面张力、流变性,从而影响静电纺丝复合纤维直径分布和形貌,通过控制TDKGM和BP共混比例可以成功地纺丝出纤维直径可控、强度高的TDKGM/BP纳米复合纤维。     

交联聚乙烯醇纳米纤维膜的制备与性能研究

采用静电纺丝法成功制备了聚乙烯醇(PVA)纳米纤维膜,利用戊二醛气相法对纤维膜进行交联处理。运用扫描电镜显微镜(SEM)测纤维直径,红外光谱(FT-IR),热重分析(TGA)对纳米纤维膜和交联纳米纤维膜进行表征,同时,测试了交联纳米纤维膜的吸水性和拉伸性。结果表明,当PVA质量分数为12%时,纤维分布及直径大小最均匀,并且经过交联的纤维膜热性能更稳定。红外光谱分析表明,成功制备了戊二醛交联PVA纳米纤维膜。吸水性和拉伸性实验表明,在交联时间为5h时,纳米纤维膜的最高吸水倍率达到885g/g,且力学性能也达到最佳,拉伸强度和断裂应变分别为6.0MPa和228.9%。     

CS/PA66复合纳米纤维的静电纺丝制备与药物缓释性研究

采用单一溶剂甲酸溶解壳聚糖(CS)和聚酰胺66(PA66),以静电纺丝的方式成功制得不同质量比的CS/PA66复合纳米纤维,通过红外光谱、扫描电镜等对复合纳米纤维的形貌、结构进行表征。结果证明:采用静电纺丝制得不同CS∶PA66质量配合比CS/PA66复合纳米纤维,纤维直径为40~100nm,纤维分布均匀,具有很好的连续性,增加黏度和电导率能够减小CS/PA66复合纳米纤维直径,提高复合纳米纤维堆叠密集度。CS∶PA66质量配合比为2∶8,CS/PA66复合纤维载药量为20%,释放50h,药物累计释放率最高达到88%,CS/PA66作为载药体系具有较好的药物缓释效果。     

浓度及溶剂配比对PVDF静电纺纳米纤维膜的影响

以聚偏氟乙烯(PVDF)为纺丝溶质，N,N-二甲基甲酰胺(DMF)与四氢呋喃(THF)为混合溶剂，配制不同浓度和不同溶剂配比的纺丝溶液，利用静电纺丝技术制备了PVDF纳米纤维膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、光学接触角测量仪、ImageJ软件对所制纳米纤维膜的微观形貌、疏水性能、纤维直径等进行分析，研究了不同浓度和不同溶剂配比对纳米纤维膜的影响。结果表明：当溶液浓度为10%(PVDF质量分数),DMF/THF溶剂配比为3/2时静电纺丝制备的纳米纤维膜纤维形貌良好，直径分布均匀，具有良好的疏水效果。     

溶液喷射法制备间位芳纶纳米纤维的研究

采用溶液喷射纺丝技术制备了间位芳纶(PMIA)纳米纤维,探讨了溶液浓度、气压、挤出速率和接收距离等参数对纤维形貌和直径的影响,结果表明,在溶液浓度为12%(质量分数)、牵伸风压为0.12 MPa、挤出速率为0.8mL/h、接收距离为40cm条件下,所得PMIA纳米纤维形貌较好,纤维平均直径可达276.7nm;采用高速旋转滚筒,制备了PMIA取向纳米纤维,讨论了滚筒转速对PMIA纤维膜性能的影响。结果表明,随着滚筒转速提高,纤维膜取向度及其力学性能均提高,1 300r/min时达到最大值,而膜的孔隙率则随着转速的提高逐渐减小,但仍可达79.7%以上。     

静电纺PVDF/SiO_2原位复合隔膜的研究

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/SiO2复合纳米纤维膜。通过SEM表征了PVDF/SiO2复合纳米纤维的纺丝效果,同时对比了使用两种方法添加6%SiO2制得的PVDF静电纺复合纳米纤维的表面形貌及力学性能。研究了原位纳米SiO2的加入对膜的孔径变化以及力学性能的影响。结果表明,原位硅的加入,增加了纤维的表面粗糙度;降低了复合膜内的微孔直径,并使得微孔直径分布更加集中;改善了膜的力学性能,添加6%原位硅时效果最佳。在SiO2含量为6%时,与直接添加相比,原位复合法制得的复合膜力学性能更佳。     

聚偏氟乙烯超疏水纳米纤维膜的制备及性能研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)粉末为原料,将N,N-二甲基甲酰胺与丙酮按体积比8∶2配制成含量和黏度可控的纺丝液,用静电纺丝法制备了PVDF超疏水纳米纤维膜。利用扫描电子显微镜和图像分析软件对所制纳米纤维膜的形貌、孔径分布及孔隙率、表面接触角、纯水通量等进行分析,考察了纺丝液含量、施加电压、接收距离、纺丝速度对超疏水纳米纤维膜的影响。结果表明,在纺丝液含量为10%(质量分数)、施加电压为18kV、接收距离为15cm、纺丝速度为1.0mL/h条件下,通过连续静电纺丝制备的超疏水纳米纤维膜具备最优的防水效果。     

静电纺工艺参数对含银PA6纳米纤维直径的影响

为了研究静电纺工艺参数对含银PA6纳米纤维直径分布的影响,采用静电纺丝技术,在不同含银量、纺丝液质量分数、纺丝电压、接收距离(C-SD)、喷嘴直径条件下制备出含银PA6纳米纤维膜.利用扫描电镜(SEM)及相关软件分析纳米纤维直径分布及形态,在银溶胶质量分数0.2%～0.4%、纺丝液质量分数10%～16%、纺丝电压12～21kV、接收距离9～18cm、喷嘴直径0.5～1.2mm的实验范围内,纳米纤维的平均直径为70～90nm;纳米纤维直径随银溶胶质量分数的增加而减小,随纺丝液质量分数的增加而增大,随喷嘴直径的增大而增大;电压和接收距离对纳米纤维直径的影响较小.     

Sr_xCa_(1-x)TiO_3:Pr~(3+)前驱体纳米纤维的静电纺丝工艺研究

采用静电纺丝技术制备SrxCa1-xTiO3∶Pr3+前驱体纳米纤维,研究了静电纺丝工艺参数对纤维可纺性、纤维形貌、直径及离散度的影响。结果表明:随着纺丝电压、固化距离、给液速率、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)含量的增加,复合纤维形貌逐渐改善,表面光滑,粘连减少;继续增大则出现珠结,形貌变差。当纺丝电压在11~13kV,固化距离在13~17cm,给液速率在(0.3~0.5)mL/h,PVP含量在15%~20%时,所制备的SrxCa1-xTiO3∶Pr3+前驱体纳米纤维形貌良好,平均直径及离散度小,为最佳工艺条件。     

静电纺定向纳米纤维素-碳纳米管/聚乙烯醇复合纤维导电膜及性能

利用纤维素纳米晶须（CNCs）搭载碳纳米管（CNTs）在水相中形成均一稳定的纳米CNCs-CNTs导电复合物,并将其均匀分散于聚乙烯醇（PVA）基体中制得纺丝液,采用静电纺丝技术制备纤维定向排列的CNCs-CNTs/PVA复合导电膜。结果表明：CNCs-CNTs增强了纤维膜热力学性能,并赋予其导电功能;纤维的定向排列显著提高了膜的力学性能;随CNTs含量增加,纺丝液电导率和黏度提高,纤维直径减小;当CNCs和CNTs与PVA的质量比分别为8.0%和1.0%时,CNCs-CNTs/PVA的纤维直径、拉伸强度和电导率分别可达182 nm±35 nm、15.99 MPa±1.25 MPa和0.12 S/m±0.01 S/m;当电流密度为0.2 A/g时,其比电容可达127.1 F/g,且经过1 500次充放电循环后电容量仍保持在83.14%。基于导电膜优良的力学性能、热稳定性和导电性,CNCs-CNTs/PVA导电膜有望应用于可折叠超级电容器、柔性传感器和柔性电极材料等领域。     

正交设计优化蛛丝蛋白复合纳米纤维的研究

通过正交实验,对影响静电纺丝制备蛛丝蛋白复合纳米纤维的5个主要因素(溶剂体系、纺丝液浓度、电压、挤出速度和接收距离)在3个水平上进行优化筛选。以纤维直径和形貌为考察目标,结合极差分析、方差分析,获得最佳纺丝工艺条件:V(甲酸)/V(三氯甲烷)=6/4、纺丝液质量浓度为0.10g/mL、电压为14kV、挤出速度为0.8mL/h、接收距离为12cm。在5个因素中,接收距离和溶剂体系对纤维直径的影响最为显著。采用正交设计实验,简化了实验设计,且有根据地建立和设计出需要结果的实验条件,对利用静电纺丝技术来制备应用于血管组织工程的三维结构可控的蛛丝蛋白复合纳米纤维有着重要的意义。     

动态线纺聚乙烯醇/海藻酸钠纳米纤维膜的制备

为了实现静电纺纳米纤维产量化的制备,使用自主设计的无针式动态线性电极静电纺丝机制备聚乙烯醇(PVA)/海藻酸钠(SA)(AP)纳米纤维膜。采用扫描电子显微镜(SEM)研究PVA/SA配比、收集距离和纺丝电压对纤维形貌及直径分布的影响。结果表明,PVA/SA配比对纤维形貌影响最大,随着SA含量降低,溶液牵伸顺利;在此基础上随着距离增加,纤维形貌逐渐改善但不匀率有所增加。当7.5%PVA与2%SA按体积比9∶1共混时,所得纤维形貌及直径分布最佳,最佳纺丝电压和距离分别为75 kV和25 cm,纤维平均直径为(187±44) nm,产量可达2.5 g/h。为AP纳米纤维膜的规模化制备提供了参考。     

PEO基固态聚合物电解质膜的静电纺丝制备及性能EI北大核心CSCD

PEO基固态聚合物电解质被认为是目前固态锂电池领域极具产业化前景的固态电解质。为适应工业化生产,采用静电纺丝技术制备PEO/LiClO_(4)固态聚合物电解质(SPE),研究纺丝电压、纺丝液质量浓度和锂盐含量对SPE纤维膜形貌和直径的影响。通过扫描电子显微镜观察SPE中纤维的形貌,利用Image J软件分析SPE纤维的直径。通过DSC,XRD,FTIR-ATR和拉伸测试等手段对静电纺丝制备的SPE纤维膜的组成、结构、性能等进行研究。结果表明:当纺丝电压为15 kV、PEO/LiClO_(4)纺丝液质量浓度为6%、[EO]∶[Li^(+)]=10∶1(摩尔比)时,静电纺丝方法制备的PEO/LiClO_(4) SPE纤维膜具有较好的纤维形貌,平均直径为557 nm,分布均一;当[EO]∶[Li^(+)]=10∶1时,SPE纤维膜中PEO的熔点仅为53.8℃,结晶度低至18.9%;电解质在30℃时的离子电导率达到5.16×10^(-5)S·cm^(-1),同时具备良好的电化学稳定性和界面稳定性。