PAN纳米纤维复合纱线的制备及性能分析

以聚合物聚丙烯腈(PAN)为原料、涤纶长丝为芯纱,采用改进的静电纺丝技术成功制备了不同浓度的PAN纳米纤维复合纱线,并利用扫描电子显微镜(SEM)、电子单纱强力仪等对纳米复合纱线的微观形态和拉伸性能等进行了测试表征。结果表明:PAN溶液的浓度对纳米纤维直径和复合纱线的性能有很大影响,纳米纤维的直径随着PAN溶液浓度的增加而增加,当聚合物PAN溶液浓度为0.12 g/mL时,包覆在涤纶长丝表面的纤维均匀度最好,断裂强力达到最大值328.20 cN/tex,拉伸长度为75.69 mm,芯吸高度升到最高值7.7 cm,复合纱线的回潮率达到1.98%。     

高效过滤性能石墨烯复合纳米纤维膜的制备及性能分析

采用静电纺丝技术,以不同质量分数的石墨烯为增强剂,制备了不同实验参数的聚丙烯腈/石墨烯复合纳米纤维膜,观察并分析了它们的微观结构、透气性能和过滤性能,发现当石墨烯质量分数为1.0%、纺丝时间为30 min时,制备的聚丙烯腈/石墨烯复合纳米纤维膜过滤性能最优,此时纳米纤维膜的透气率达到144 mm/s,过滤效率为95.01%,阻力压降为60.76 Pa,品质因子达到较高值0.049 34 Pa^-1。     

PAN/TiO2抗菌复合纳米纤维的制备及性能研究

利用静电纺丝方法制备了聚丙烯腈/二氧化钛(PAN/TiO_2)抗菌复合纳米纤维,并测试分析了纳米纤维的微观结构和抗菌性能等。结果发现TiO_2的加入有效地减小了PAN/TiO_2复合纳米纤维的直径;当TiO_2的质量分数是0.5%时,PAN/TiO_2纳米纤维膜的拉伸强力最大为71.14 cN。抗菌性能定性测试显示PAN/TiO_2复合纳米纤维没有抑菌圈;但抗菌性能定量分析表明,PAN/TiO_2复合纳米纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率都达到了90%以上,且随着Ti O2质量分数的增加,对金黄色葡萄球菌的抑菌率相应提高,但对大肠杆菌的抑菌率先增加后减小,在TiO_2质量分数为1.5%时达到最大的99.12%。当TiO_2质量分数相同时,PAN/TiO_2复合纳米纤维对金黄色葡萄球菌的抑菌率都略高于大肠杆菌。     

静电纺聚己内酯纳米纤维复合滤膜的制备及性能

通过静电纺丝方法制备不同质量分数的聚己内酯(PCL)纳米纤维,开发高效低阻的纳米纤维复合滤膜。利用扫描电镜(SEM)、透气性测试仪和自动滤料测试仪测试纳米纤维复合滤膜的微观结构、透气性能和过滤性能。结果表明,溶液质量分数和纺丝时间对纳米纤维滤膜的透气性和过滤性均有影响。随着纺丝时间的增大,纳米纤维滤膜的厚度增大,其透气率降低,但过滤效率和阻力压降都呈现增大趋势;随着溶液质量分数的增大,纳米纤维滤膜的透气率先减小后增大,而过滤效率和阻力压降却呈现先增大后减小的趋势。质量分数为14%的PCL溶液纺制10min得到的滤膜和12%的溶液纺制20min得到的滤膜高效低阻,适合作为空气过滤材料。     

取向聚乳酸纳米纤维的制备及其性能

静电纺取向纳米纤维具有各向异性的微观结构与较高的力学性能,因此具有更广泛的应用。利用一种新型的静电纺收集装置制备取向聚乳酸(PLLA)纳米纤维,该收集装置包括一个旋转的滚筒和两块平行电极。为进一步研究该收集装置制备取向纳米纤维的机理,利用Ansoft Maxwell电磁模拟软件模拟了静电纺过程中的电场分布。制得的取向PLLA纳米纤维的直径为(405±102)nm,扫描电子显微镜(SEM)显示,该PLLA纳米纤维具有较好的取向性,取向排列程度为91.2%。力学拉伸试验显示,取向PLLA纳米纤维的力学性能具有各向异性,其拉伸强度、断裂伸长率和杨氏模量都远大于普通非取向PLLA纳米纤维。     

静电纺取向纳米纤维制备技术的研究进展

传统的非取向静电纺纳米纤维微观结构杂乱,力学性能较差,其应用范围相对较小;而取向纳米纤维具有各向异性的结构和润湿性能,其力学性能、尺寸稳定性和导电率更高,因此,其应用前景更加广泛。系统介绍了近年来国内外制备取向纳米纤维的方法与技术,包括旋转辊轴收集装置、平行排列的电极装置、辅助电极装置和其他一些方法,并深入分析了各种方法的优缺点。分析结果表明,引入辅助电极控制射流的运动,再利用其他装置收集纳米纤维,是目前静电纺取向纳米纤维制备技术发展的方向。     

聚丙烯腈/BaTiO3复合纳米纤维过滤膜的制备及其性能

为制备高效低阻的纳米纤维过滤膜,将无机驻极体BaTiO₃纳米颗粒加入聚丙烯腈(PAN)溶液中,利用静电纺丝方法制备PAN/BaTiO₃复合纳米纤维过滤膜,对其表面形貌、化学结构、水接触角、力学性能和过滤性能进行分析。结果表明:PAN/BaTiO₃纳米纤维的直径比纯PAN纳米纤维略有降低,且BaTiO₃纳米颗粒均匀地分散在纤维内部;与纯PAN纳米纤维膜相比,PAN/BaTiO₃复合纳米纤维过滤膜的水接触角更大,抗污染能力更强,拉伸强度最高增加了75.5%;当BaTiO₃质量分数为0.75%时,PAN/BaTiO₃复合纳米纤维过滤膜的过滤效率为98.9%,阻力压降为42.7 Pa, 品质因子为0.105 6,其中静电吸附作用占总过滤效果的36.2%,该纤维膜过滤性能最好,且具有一定的循环使用性能。     

基于不同纺丝参数下取向纳米纤维的制备及取向度分析

为了探讨溶液性能及纺丝参数对静电纺取向纳米纤维形态的影响,制备不同质量分数的聚丙烯腈(PAN)溶液和加入不同质量分数LiCl的PAN溶液,对溶液黏度和电导率进行测试,并利用旋转的滚筒制备了不同的取向纳米纤维。研究表明:PAN溶液黏度和电导率都随着溶液质量分数的增加而增加,且黏度呈指数增加;而随着LiCl质量分数的增加,PAN溶液的黏度略有下降,而电导率显著增加。相同滚筒转速(2000 r/min)下,PAN纳米纤维的取向排列程度随着溶液质量分数的增加先提高后降低,12%的PAN纳米纤维的取向排列程度最好;而随着LiCl质量分数的增加,PAN纳米纤维的取向排列程度增加。当滚筒转速从1500 r/min增加到2500 r/min,纳米纤维的取向排列程度也增加了。     

PAN/SiO2复合纳米纤维滤膜的制备及性能分析

文章采用静电纺丝技术,以二氧化硅(SiO_2)作为驻极体,制备了不同的PAN/SiO_2复合驻极纳米纤维膜,并对其微观结构、透气性能和过滤性能等进行了分析。结果发现:与纯PAN纳米纤维滤膜相比,PAN/SiO_2纳米纤维的直径和表面水接触角都呈现增加的趋势。随着SiO_2质量分数的增加,PAN/SiO_2纳米纤维滤膜的透气率先减小后增加,过滤效率和阻力压降先增加后减小。当SiO_2的质量分数为0.5%,纺丝时间为30 min,制备的PAN/SiO_2复合纳米纤维滤膜的品质因子最高为0.087 15 Pa-1,此时滤膜的透气率为65 mm/s,过滤效率为99.95%,阻力压降为87.22 Pa,过滤性能最优,可开发高效低阻的空气过滤材料。     

静电纺聚丙烯腈纳米级纤维滤膜的制备及性能

为了开发高效低阻的纳米级纤维复合滤膜,利用无针头的静电纺丝设备规模化制备了不同质量分数的聚丙烯腈纳米级纤维,并测试了该纳米级纤维复合滤膜的微观结构、透气性能和过滤性能。结果表明:随着纺丝时间的增加,纳米级纤维滤膜的厚度增加,透气率降低,但过滤效率和阻力压降都呈现增加的趋势;随着溶液质量分数的增加,纳米级纤维滤膜的透气率先减小后增加,而过滤效率和阻力压降呈现先增加后减小的趋势。认为:质量分数12%的聚丙烯腈溶液纺制20min得到的滤膜透气率和过滤效率较高,阻力压降相对较小,比较适合开发空气过滤材料。