熔体静电纺丝研究进展

静电纺丝法是制备超细/纳米纤维的一种有效方法。相对于研究已经较为深入广泛的溶液电纺,熔体电纺还处于研究的初级阶段。但其原料适用性广、无毒无污染及产品转化率高等特点,使其在过滤、生物医药等领域有着广阔的应用前景。同时,熔体电纺也存在装置较复杂、纤维直径较粗等缺陷。本文介绍了目前熔体电纺的各典型装置,总结了用于熔体电纺的聚合物种类、实验工艺,比较了各种聚合物纺丝过程中的参数对纤维物化性质的影响,探讨了熔体电纺纤维的应用,并对其发展方向进行了预测和展望。     

静电纺丝原理研究进展

纳米纤维具有直径小、比表面积大以及易于实现表面功能化的优点,受到广泛的关注.在众多制备纳米纤维的方法中,静电纺丝是一种高效的技术,其中同轴共纺技术由于能制备芯-壳(core-shell)结构的纳米纤维,也越来越引起人们的关注.本文介绍了基于电流体动力学的静电纺丝原理,讨论了静电纺丝相关原理研究进展,包括Taylor锥与喷射,纳米纤维的弯曲非稳定性,高聚物溶液/熔融体流动非稳定性,两相流流型及其转换,高聚物两相流流型及其转换,非牛顿流体流动非稳定性以及两种非牛顿流体分层流动等,最后指出了尚待解决的一些问题.     

聚合物的静电纺丝

静电纺丝法是聚合物溶液或熔体在静电作用下进行喷射拉伸而获得纳米级纤维的纺丝方法.由纳米纤维制得的无纺布,具有孔隙率高、比表面积大、纤维精细程度与均一性高、长径比大等优点,从而赋予了静电纺丝纤维广泛的应用前景,它已在国内外引起了广泛的关注.本文介绍了静电纺丝的装置、基本原理及静电纺丝制备纳米纤维的研究进展,同时也叙述了其在各个领域的应用,最后展望了静电纺丝制备纳米纤维的发展方向及前景.     

胶原静电纺丝研究进展

胶原是细胞外基质的主要结构蛋白,广泛存在于各类动物机体中。天然胶原存在纤维形态不一、机械性能差等不足,限制了其工业规模化应用。因此,如何有效地制备出性能优良的胶原材料成为热点问题。静电纺丝技术是一种新兴的纳米材料制造技术,利用该技术可获得具有不同结构和性能的胶原基纳米纤维材料,制成的纳米纤维材料展现出密度低、弹性高等优异特性,有望广泛应用于组织工程、医学、载体等领域。本文将从胶原的单独静电纺丝及其影响因素、胶原共混静电纺丝和影响因素以及应用等方面介绍胶原静电纺丝技术的研究进展,并针对存在的问题和发展方向进行了讨论和展望,为胶原的应用提供一定的理论指导和技术支撑。     

生物高分子静电纺丝研究进展

静电纺丝(电纺)技术是一种制备直径为数十纳米到数微米的纳米纤维的有效方法。由于生物高分子具有良好的生物相容性,近年来国内外对生物高分子的电纺制备进行了大量研究。这种生物高分子纳米纤维在组织工程支架、组织修复等方面有独特的优势。本文对生物高分子——多糖、蛋白质、核酸(DNA)的静电纺丝研究进行了总结。     

静电纺丝法和气流-静电纺丝法制备聚砜纳米纤维

应用电纺法制备了聚砜纳米纤维.设计了一种新型的气流静电纺丝装置,其特点是在喷丝头上添加了喷气组件.电纺过程中所用聚砜的特性粘数为0.97dLg,溶剂为二甲基乙酰胺,载气为氮气.研究了聚砜纳米纤维的平均直径与过程参数之间的关系.研究表明影响聚砜纳米纤维的平均直径的主要因素为电压、纺丝液的流速、喷丝头与收集器之间的距离、操作温度以及纺丝液的性质(如粘度、表面张力和电导率).纳米纤维的平均直径和直径分布用扫描电镜表征.应用这种气流静电纺丝法制备的纳米纤维的直径范围是50～500nm.所得纳米纤维的直径依赖于电压、喷丝头与收集器之间的距离以及喷丝液的浓度.结果表明,采用气流静电纺丝不仅能制备较细而且均匀的纳米纤维,而且产量更高.     

静电纺丝理论模型的研究进展

静电纺丝技术是制备纳米纤维最直接、最有效的方法之一,其生产过程简单经济从而成为世界研究的热点。但是由于静电纺丝过程的复杂性,导致其研究一直处于实验阶段。如何完善数学、力学等理论模型是静电纺丝研究的基础问题,对静电纺丝工艺参数和设备制造有着重要的意义。本文论述了国内外静电纺丝理论模型的研究现状和进展,重点介绍了静电纺丝射流理论模型的研究及需要解决的理论问题,展望了静电纺丝理论模型研究的发展前景。     

静电纺丝射流理论研究进展

静电纺丝技术是制备连续纳米纤维最为快速、高效的方法之一,已得到广泛关注,存在巨大应用潜力。为揭示纺丝过程射流行为机理,研究者从溶液或熔体喷射实验出发,围绕其射流理论模型进行了大量的研究。作者从射流的产生、射流稳定运动的规律、射流不稳定三个角度综述了国内外静电纺丝射流理论研究现状及进展,重点介绍了静电纺丝射流的数学及物理模型理论研究,分析了静电纺丝理论亟需解决的问题,为进一步研究静电纺丝理论和指导静电纺丝工艺研究提供参考。     

原生纤维素静电纺丝的调控

通过电纺非溶剂调控的纤维素溶液, 制备出纤维素电纺纤维. 在N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)-氯化锂(LiCl)溶解纤维素体系中, 以DMAc和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为非溶剂, 添加到高浓度的纤维素溶液中制备电纺溶液. 考察添加非溶剂对纤维素溶液性质和电纺纤维形貌的影响. 结果表明, 添加非溶剂有助于提升纤维素溶液的可纺浓度, 获得分散性较好的电纺纤维, 其中DMF效果最好. 添加非溶剂降低了纤维素溶液的黏度, 使纤维素溶液可纺浓度提高; 添加非溶剂改变了电纺溶液的稳定性, 获得了分散良好的纳米纤维, 从而有助于纤维素射流在电纺过程中快速固化成型.     

静电纺丝法制备复合纳米材料

经由溶胶-凝胶法过程,应用静电纺丝机原理,以聚乙烯醇(PVA)和无机盐(LiMn2O4)为前驱物,制备出了含有LiMn2O4无机组分的复合纳米纤维,为复合无机纳米纤维的制备方式供给了一条新的思路。实验中系统地研究了PVA的浓度对其所形成的纤维描摹特征的影响。PVA水溶液用于纺丝的最好质量分数约为8.0%。在实验过程中,随着PVA质量分数的渐渐增加,其所形成纤维的直径也随之渐渐增大,而溶液的黏度也在逐步增大,这就使得溶剂挥发变得越来越难,小液珠的表面难以构成理想的"泰勒锥",电压过小,样品溶液无法纺丝,在针头处成水滴状落在针头下方。电压过大则会在纤维丝上呈现念珠形态,阻碍样品电纺时的形貌。实验表明,在施加18kV的高电压,默认机器的其它设定条件下,依托不同质量分数的PVA溶液可制备出三种不同的纤维。     

静电纺丝法制备复合纳米材料

经由溶胶-凝胶法过程,应用静电纺丝机原理,以聚乙烯醇(PVA)和无机盐(LiMn2O4)为前驱物,制备出了含有LiMn2O4无机组分的复合纳米纤维,为复合无机纳米纤维的制备方式供给了一条新的思路。实验中系统地研究了PVA的浓度对其所形成的纤维描摹特征的影响。PVA水溶液用于纺丝的最好质量分数约为8.0%。在实验过程中,随着PVA质量分数的渐渐增加,其所形成纤维的直径也随之渐渐增大,而溶液的黏度也在逐步增大,这就使得溶剂挥发变得越来越难,小液珠的表面难以构成理想的“泰勒锥”,电压过小,样品溶液无法纺丝,在针头处成水滴状落在针头下方。电压过大则会在纤维丝上呈现念珠形态,阻碍样品电纺时的形貌。实验表明,在施加18kV的高电压,默认机器的其它设定条件下,依托不同质量分数的PVA溶液可制备出三种不同的纤维。     

胶原蛋白静电纺丝纳米纤维研究进展

由于胶原蛋白静电纺丝纳米纤维具有胶原蛋白的生物活性以及纳米结构材料的优异性能,其在生物医学领域的研究和应用开发取得了非常大的进展。本文首先综述了胶原蛋白静电纺丝纳米纤维的研究现状,讨论了胶原蛋白静电纺丝纳米纤维在组织工程、止血及伤口愈合、载药和防粘连等生物医学领域的应用,最后针对胶原蛋白静电纺丝纳米纤维存在的问题及其未来的发展方向进行了展望。     

静电纺丝法制备聚酰亚胺新型材料

静电纺丝(eleetrospinning)是一种制备纳米尺度连续长丝的便捷高效的纺丝技术,其应用前景相当广阔.聚酰亚胺(polyimide,PI)是一类具有广泛应用的耐高温、高强度、综合性能优异的高分子材料.近10年来,利用电纺制备PI新型材料的报道层出不穷,包括利用PI电纺纤维为前躯体制备碳纤维材料,电纺制备PI纳米...     

静电纺丝法制备酚醛纤维研究进展

酚醛树脂是一种广泛使用的合成树脂,包括热固性和热塑性两类,具有良好的阻燃性、耐热性和耐腐蚀性。酚醛纤维是由酚醛树脂所制成的交联纤维,传统的酚醛纤维制备方法有熔融纺丝法和湿法纺丝法,后来出现了静电纺丝法。本文根据酚醛树脂的种类分别介绍了热固性、热塑性和热塑/热固混合酚醛树脂三类材料静电纺丝的研究进展。在改善酚醛纤维特性方面,综述了四种优化措施,包括加入无机盐、微波辐射辅助固化、非匀速阶梯式加热固化、氧化石墨烯修饰的静电纺丝法等。此外,对本实验室制备酚醛纤维的研究也进行了概述,阐述了酚醛纤维当前存在的问题及未来发展方向。     

静电纺丝制备图案化无机纳米纤维

静电纺丝技术近几年在制备纳米纤维领域得到了广泛的应用,被认为是批量制备纳米纤维材料最简单有效的方法。本文综述了近几年高压静电纺丝技术制备图案化无机物纳米纤维的纺丝装置和过程,特别详细综述了纺丝过程中纤维直径的变化,利用带电流体动力学(EHD)理论推导出纤维直径变化的运动方程,并对方程进行一定程度的修订,以符合电纺无机物纳米纤维直径的变化;并综述了取向纳米纤维、中空纳米纤维、壳-核结构纳米纤维、纳米线、纳米带、纳米管及多层次结构纳米纤维的构建及其基本性能。最后对电纺制备图案化无机纳米纤维未来发展方向,特别是功能化多层次结构电纺无机纳米纤维制备进行了展望。     

静电纺丝技术在燃料电池中的应用

静电纺丝是一种简单、实用的制造纳米纤维的技术,所需设备少,易于大规模生产。本文主要从催化剂、固体聚电解质膜及膜电极三方面阐述了静电纺丝技术在低温燃料电池中的应用。静电纺丝制得的一维纳米线电催化剂具有稳定的循环性能、优异的传质能力及较低的成本;制备的固体聚电解质膜主要包括Nafion复合膜、阻醇膜及耐温膜,其性能相对于传统的Nafion膜得到了进一步提升,而且,通过采用静电纺丝技术,使膜电极结构得到了优化。最后,对静电纺丝技术在低温燃料电池应用过程中可能存在的问题及其未来的发展趋势进行了展望。     

静电纺丝法制备MgO纳米纤维

以聚乙烯醇(PVA)作为络合剂与醋酸镁反应制得前驱体，采用静电纺丝法制得聚乙烯醇(PVA)／醋酸镁复合纤维，经焙烧后得到分布均匀、具有较高比表面积和多孔结构的。MgO纳米纤维．对所制得的纳米纤维的结晶度、纯度和表面形貌，分别采用X射线粉末衍射、差热一热重分析(TG-DTA)、红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)等分析测试手段进行了表征．结果表明，煅烧温度对纳米纤维的结晶度和形貌有很大影响．     

静电纺丝法制备聚甲醛纳米纤维

以六氟异丙醇为溶剂, 用静电纺丝的方法制备了聚甲醛纳米纤维. 利用场发射扫描电镜对纤维形貌进行了表征, 纤维的直径为0.3~1.2 μm. 讨论了溶液浓度、接收距离、电压和温度等纺丝参数对纤维形貌的影响. 用DSC方法对电纺纤维膜的结晶性能进行了研究, 并与溶液浇铸膜的进行了比较. 结果表明, 电纺纤维膜的熔点与溶液浇铸膜的相同, 与溶液的浓度无关, 但结晶度比溶液浇铸膜的低. 力学性能用拉伸试验进行了测试, 观察到很长的断裂伸长率.     

聚乙烯醇明胶混合水溶液的静电纺丝

将聚乙烯醇与明胶混合水溶液进行静电纺丝,制备了聚乙烯醇与明胶混合超细纤维及其电纺膜,研究了混合纺丝液的组成对纺丝液的粘度、表面张力和电导率的影响,观察了纤维的微观形貌,并对电纺膜进行了差示扫描量热测定.结果表明:当混合液中明胶含量小于20 9/6时,静电纺丝可以稳定进行.随着明胶含量由5%逐渐增加至25%,混合超细纤维的平均直径先是由260nm逐渐下降至207 nm而后又逐渐增加至320 nm.明胶的含量低于15%时,不影响其混合电纺膜中PVA的结晶.     

纤维素及其衍生物的高压静电纺丝

高压静电纺丝作为一种制备纳米纤维的先进技术,近年来受到普遍关注。而纤维素和纤维素衍生物由于其优越的性质已应用于各个领域。运用高压静电纺丝技术对纤维素及其衍生物进行研究,开拓了新的研究领域和发展方向。本文介绍了高压静电纺丝技术的研究背景和原理,总结了近几年研究者们在纤维素以及纤维素衍生物高压静电纺丝方面的工作进展,尤其对不同溶剂体系溶解纤维素用于静电纺丝的优缺点进行了比较,评述了这方面的前沿性探索研究,并对未来的发展进行了展望。