静电纺丝制备聚氧化乙烯复合纳米纤维的研究进展

聚氧化乙烯(PEO)是一种多功能的水溶性聚合物,因其良好的水溶性、低毒性、容易制备等优点而广泛应用于各种领域。本文综述了近年来国内外静电纺丝制备聚氧化乙烯复合纳米纤维的研究现状,重点介绍了CS/PEO复合纳米纤维、PANi/PEO复合纳米纤维、SA/PEO复合纳米纤维、Cellulose/PEO复合纳米纤维、MEH-PPV/PEO复合纳米纤维的研究进展及其在传感器、组织工程支架、过滤材料、医学领域的外伤敷料、电磁屏蔽材料领域的应用,分析了其潜在的应用领域,展望了聚氧化乙烯复合纳米纤维的发展前景。     

PAN/PEO和CA/PEO同轴静电纺丝纤维的制备及其力学性能研究

近年来,同轴静电纺丝技术广泛地用于制造各种多功能复合材料,同时聚合物受限结晶行为的研究倍受关注,许多方法被用来制备结晶性聚合物的受限空间。结合这两种研究背景,本文利用同轴静电纺丝技术,制备了聚丙烯腈(PAN)/聚氧化乙烯(PEO)和醋酸纤维素(CA)/PEO两种复合纤维,通过扫描电子显微镜和透射电子纤维镜对复合纤维形态结构分析,发现复合纤维具有皮芯结构,其中PEO作为芯层被包裹在外层PAN或CA中,同时改变静电纺丝时PEO溶液的浓度,复合纤维的直径和PEO芯层的直径也随之改变,从而为结晶性聚合物PEO提供了不同尺寸的受限空间。此外,对复合纤维膜进行了力学性能测试,结果发现CA/PEO复合纤维膜的拉伸性能要优于PAN/PEO复合纤维膜。     

静电纺丝制备碳纳米管基复合纳米纤维的研究进展

碳纳米管(CNTs)作为增强材料与聚合物复合制成纳米纤维,有助于提高纳米纤维性能,扩展其应用领域。本文综述了近年来国内外静电纺丝制备CNTs基复合纳米纤维的研究现状,重点介绍了CNTs/PAN复合纳米纤维、CNTs/PANI/PEO复合纳米纤维、CNTs/PVA复合纳米纤维、CNTs/PA复合纳米纤维、CNTs/TiO2复合纳米纤维的研究进展及其在纳米传感器、电磁干扰、超级电容器、染料敏化太阳能电池(DSSCs)、组织工程支架、药物控制释放等方面的应用潜力,展望了CNTs基复合纳米纤维的发展前景。     

静电纺丝制备聚苯胺及其复合导电纳米纤维的研究进展

聚苯胺(PANi)主链上电子高度离域,掺杂后导电性能好,是优良的结构型导电聚合物。PANi纳米纤维比表面积大,容易获得更高的导电性。本文综合论述了近年来国内外采用静电纺丝方法制备PANi及其复合纳米纤维的研究进展,重点介绍了纯PANi纳米纤维以及PANi/聚环氧乙烷(PEO)、PANi/聚丙烯腈(PAN)、PANi/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和PANi/聚乳酸(PLA)等复合纳米纤维的制备工艺及纤维特性,简单概述了PANi及其复合纳米纤维在电池隔膜、过滤、传感器、电磁屏蔽材料及吸波材料等方面的应用,并对其发展趋势进行展望。     

静电纺丝制备醋酸纤维素复合纳米纤维的研究进展

静电纺丝技术就是通过带电聚合物溶液或熔体的喷射来制备纳米纤维,是一种制备纳米纤维材料简单有效的技术。醋酸纤维素(CA)易溶于有机溶剂,常作为纤维素的替代材料应用于静电纺丝领域。本文总结了近年来国内外采用静电纺丝技术制备CA复合纳米纤维的研究新进展,重点介绍了CA/CNTs复合纳米纤维、CA/金属粒子复合纳米纤维、CA/金属氧化物复合纳米纤维、CA基载药复合纳米纤维、CA/PAN复合纳米纤维、CA/PVA复合纳米纤维、CA/CS复合纳米纤维等CA复合纳米纤维的研究进展以及潜在的应用领域。     

多组分高分子复合物纤维的制备与性能调控

多组分是实现纤维性能提升和调控的有效手段.利用传统方法制备的多组分纤维,不同高分子之间很难达到分子层面相容.高分子复合物是不同高分子高度相容的聚集组装体系.本工作研究聚氧化乙烯(PEO)、聚乙烯醇(PVA)和聚丙烯酸(PAA) 3种组分制备复合物纤维.利用红外光谱、X射线衍射、示差扫描量热、扫描电子显微镜和力学拉伸等方法分别表征氢键复合、纤维的聚集态结构和力学性质.研究结果表明,PEO/PVA/PAA纤维不同组分高度相容,通过改变纤维中组分的含量,可以实现对多组分复合物纤维的性能调控.纤维中柔性PEO组分含量增加,可以实现由塑性到弹性的转变,并且纤维在湿度场下表现出形状记忆与可修复行为.     

同轴电纺制备刚性多糖纳米纤维膜

将壳聚糖、海藻酸钠或透明质酸配制成水溶液,聚氧化乙烯(PEO)溶解在二甲基甲酰胺(DMF)/H2O 混合溶剂中,以上述两溶液分别作为内、外纺丝液进行同轴电纺制备成纤维膜,进而利用适当溶剂除去 PEO 外壳,得到纯多糖纳米纤维膜.纤维结构通过 TEM、SEM 进行表征.结果表明:同轴电纺可一步制得外壳为 PEO、内核为刚性多糖的核壳纳米纤维,纤维外壳 PEO 组分可以用氯仿萃取除去;与单轴电纺法制得的刚性多糖纤维相比,同轴电纺可以保持最终纤维的结构完整性.     

相态结构对聚氧化乙烯/丁二腈/高氯酸锂复合电解质室温电导率的影响

采用聚氧化乙烯(PEO)、丁二腈和高氯酸锂(LiClO4)的复合电解质体系, 制备了一系列不同配比的PEO/SN/LiClO4复合电解质, 对其室温电性能和相态结构进行了表征, 并探讨了相态结构对室温电导率的影响.     

纳米阻燃氢氧化镁/聚氧化乙烯复合聚合物电解质

合成了纳米氢氧化镁作为聚氧化乙烯(PEO)基聚合物电解质的增塑剂和阻燃剂,并对其进行X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和热重(TG)分析研究.制得的氢氧化镁为片状六方晶体,尺寸在50-80nm之间,纳米氢氧化镁在340℃时开始热分解.对纳米氢氧化镁/PEO复合聚合物电解质的电化学研究结果显示:纳米氢氧化镁/PEO复合聚合物电解质的离子电导率随着添加纳米氢氧化镁的质量分数的增加先增大后减小,其在5%-10%之间时,复合聚合物电解质的离子电导率达到最大值.纳米氢氧化镁的添加使复合聚合物电解质的阳极氧化电位有一定程度的提高,纳米氢氧化镁具有改善PEO阳极抗氧化能力的作用.     

AgNPs-AC复合纤维的制备及其吸附与抗菌性能

制备具有较好吸附抗菌性能的纳米过滤材料是过滤领域的一个关键问题。在多种纤维与薄膜材料的制备方法中,静电纺丝法具有比表面积大、孔隙率高的特点,为制备具有吸附抗菌性能的纳米过滤材料提供了一种有效思路。本文通过静电纺丝法制备了纳米银颗粒-活性炭(AgNPs-AC)复合纳米纤维膜,将纳米银颗粒沉积在活性炭载体上,目的是制备一种具有良好吸附抗菌功能的高性能过滤电纺复合纤维膜。通过SEM、XRD等设备对复合纳米纤维的形貌与结构进行表征,并考察该复合纤维膜的吸附性能和抗菌性能。结果表明,所制备的AgNPs-AC复合纳米纤维膜随活性炭、银浓度的增大,纤维直径分布逐步趋于均匀。并且在EVOH质量分数为10%,硝酸银/活性炭浓度比为0.05/0.085时,该复合纤维膜的吸附性能最好。此外,AgNPs-AC复合纳米纤维膜对金黄色葡萄球菌表现出良好的抗菌性能。     

微型注塑条件下POM／PEO／SiO2三元复合体系的充填行为北大核心CSCD

采用固相剪切碾磨技术制备了聚甲醛/聚氧化乙烯/二氧化硅(POM/PEO/SiO2)三元复合材料并实现其微型注塑加工,研究了POM/PEO/SiO2复合体系的微型注塑加工窗口、影响微型注塑加工过程充填行为的因素及其微型制品的复型行为。结果表明,POM/PEO/SiO2复合材料具有良好的微型注塑可加工性,根据其微型注塑加工窗口可获得复型良好的微型制品;POM/PEO/SiO2熔体在微型注塑过程中充模时间短,冷却速率快;注射速度和模腔温度对POM/PEO/SiO2体系的充填行为具有显著影响。此外,因纳米SiO2加入量较少,其对熔体充填行为的影响不大。     

微型注塑条件下POM/PEO/SiO_2三元复合体系的充填行为

采用固相剪切碾磨技术制备了聚甲醛/聚氧化乙烯/二氧化硅(POM/PEO/SiO2)三元复合材料并实现其微型注塑加工,研究了POM/PEO/SiO2复合体系的微型注塑加工窗口、影响微型注塑加工过程充填行为的因素及其微型制品的复型行为。结果表明,POM/PEO/SiO2复合材料具有良好的微型注塑可加工性,根据其微型注塑加工窗口可获得复型良好的微型制品;POM/PEO/SiO2熔体在微型注塑过程中充模时间短,冷却速率快;注射速度和模腔温度对POM/PEO/SiO2体系的充填行为具有显著影响。此外,因纳米SiO2加入量较少,其对熔体充填行为的影响不大。     

碱性纳米复合聚合物电解质研究

为了提高聚氧化乙烯(PEO)/KOH 基碱性聚合物电解质的电导率, 制电解质膜时分别将纳米 TiO2、纳米β-Al2O3和纳米 SiO2添加到 PEO/KOH 体系中, 制备出了兼顾电学和力学性能的碱性纳米复合聚合物电解质. 交流阻抗测试显示, 其室温(28 ℃)电导率可达到 10-3 S?cm-1数量级. 循环伏安研究表明, 制得的电解质膜在不锈钢惰性电极上的电化学稳定窗口约为 1.6 V. 分别研究了聚合物电解质膜中 KOH, H2O, 无机纳米粉末的含量以及温度对体系电导率的影响.     

聚乙二醇-b-聚乳酸的合成及其电纺形成超细纤维研究

为了提高聚乳酸的亲水性,以辛酸亚锡为催化剂、聚乙二醇单甲醚(mPEG)为大分子引发剂进行丙交酯(LLA)开环聚合,合成聚乙二醇-b-聚乳酸两嵌段共聚物(PELA).以红外光谱1、H核磁共振谱、接触角测试、差热扫描量热分析等方法对PELA的结构及性能进行表征.结果表明,通过调控mPEG与LLA的投料比可以控制PELA的相对分子质量,而随着mPEG组分含量或链长增加,共聚物亲水性增强,但其Tg、Tcc、Tm有所降低.由普通电纺制备PELA超细纤维,并分别由乳液电纺和同轴电纺得到以水溶性聚氧化乙烯(PEO)为芯、PELA为壳的芯/壳结构复合超细纤维(E-PEO/PELA和C-PEO/PELA).扫描电镜和透射电镜结果表明,PELA、E-PEO/PELA和C-PEO/PELA超细纤维形貌良好.随着PELA中mPEG含量的增加,电纺PELA纤维膜的吸水率增强,而由乳液电纺和同轴电纺制备的PEO/PELA芯/壳结构超细纤维膜,亲水性均好于PELA超细纤维膜.     

聚氧化乙烯/高岭石聚合物电解质的制备与表征

通过尿素对高岭石的插层及随后的超声脱除处理,制备了一种片层剥离的高岭石粉体,并将这种剥离高岭石与聚氧化乙烯/高氯酸锂(PEO/LiClO_4)体系复合,制备出PEO/高岭石复合物.采用X射线衍射仪、红外光谱仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、扫描量热仪、电化学工作站和万能材料试验机进行结构表征和性能测试.结果表明,尿素在高岭石层间的插层和脱除引起了高岭石片层的剥离,片层厚度小于50 nm.剥离高岭石在PEO/LiClO_4体系中与PEO形成了强烈的氢键作用,促进了PEO结晶度的降低,进而提高复合物的离子电导率.含有20 wt%剥离高岭石填料的PEO/高岭石复合物的离子电导率达到6.0×10~(-5) S/cm,与未复合的PEO/LiClO_4相比,提高了一个数量级.复合物制备过程中的烘干温度对PEO的结晶度会产生一定的影响,95°C下的烘干处理能得到结晶度较低,离子电导率较高的复合物.此外,剥离高岭石的添加显著提高了聚合物的杨氏模量和拉伸强度,与未复合的PEO/LiClO_4相比,杨氏模量和拉伸强度最大提高了256%和121%.     

稳定射流电纺丝法制备定向排列的壳聚糖超细纤维

采用电驱动纺丝,以壳聚糖(CTS)为研究对象材料,通过引入超高分子量聚氧化乙烯(PEO)调节纺丝液的黏弹性,实现抑制电纺丝固有的射流不稳定弯曲摆动来得到单一的稳定射流,从而可以像传统工业上的干、湿法纺丝一样制备定向的超细CTS纤维(称为稳定射流电纺丝,SJES).系统地研究了SJES的工艺参数(如CTS/PEO质量比、纺丝电压、接收距离、凝固浴成分、辊筒转速等)对制备定向的超细壳聚糖纤维的影响,并通过SEM、FTIR、WAXD、纳米力学拉伸仪等研究了所制备纤维的形貌、结构与性能.结果表明,SJES法制备的CTS纤维直径在10μm以下,优化参数(如电压和辊筒转速)可使纤维直径细化到3μm左右.纤维单丝具有较高的力学性能,断裂强度和纤维模量可以分别达到(762±93)MPa和(11±6)GPa.稳定射流电纺丝方法制备的超细纤维与常规电纺丝法制备的纤维相比,具有较高的微晶取向度.     

聚氧化乙烯/蒙脱土纳米嵌入化合物的制备与结构表征

利用溶液法和熔融法制备聚氧化乙烯(PEO)/蒙脱土纳米嵌入化合物,用XRD、IR和DSC等测试手段对嵌入化合物进行了表征.嵌入的PEO分子同蒙脱土晶层中的Na⁺生成PEO-Na⁺络合物,嵌入化合物具有一定的耐溶剂萃取性,PEO分子以单层螺旋构象排列于蒙脱土的晶层中.PEO分子在蒙脱土层间运动受到限制,致使嵌入化合物的结晶熔融峰减弱.     

《化学通报》网络版(Chemistry Online)2003年第9期论文摘要

[W 0 65 ]基于聚氧化乙烯的离子 电子混合传导聚合物PEO BasedConductingPolymerswithbothIonicandElectronicConductivity柳　娜　官建国 (武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室　武汉　 43 0 0 70 )将聚氧化乙烯 (PEO)与电子导电聚合物结合 ,可获得基于PEO的离子 电子混合传导聚合物 ,它们在各种微电子装置中有着重要应用。本文综述了此类聚合物的合成方法 ,并详细讨论了聚合物结构控制策略及其与导电性能的关系。Polyethyleneoxide(PEO)basedconductingpolymerswithmixed (ionic electronic)conductivitymaybeobtainedbyc…     

熔融法制备聚氧化乙烯/蒙脱土杂化材料及其结晶行为

聚氧化乙烯;熔融插入;纳米杂化;熔融法制备聚氧化乙烯/蒙脱土杂化材料及其结晶行为     

Ag/AgCl复合纳米粒子/聚丙烯腈纳米纤维膜的制备及可见光催化降解甲基橙

通过电纺丝法结合原位还原及原位氧化反应, 成功制备了均匀负载Ag/AgCl复合纳米粒子/聚丙烯腈(PAN)复合纳米纤维膜. 首先利用电纺丝技术制备了PAN/AgNO₃复合纳米纤维, 然后用乙二醇将硝酸银还原成银纳米粒子, 最后采用三氯化铁溶液对材料进行原位氧化. 所得纤维膜材料可以作为高效的可见光催化剂, 具有高可见光利用率, 优异的柔性和高光催化动力学等特性.