熔融电纺直写微纳米纤维直径影响因素分析

以沉积直径均匀的纤维为目标,设计并开展3因素3水平的正交实验,研究直写过程中加载电压、喷头温度、喷头与收集板之间的距离3个因素对纤维直径的影响。实验结果表明,喷头温度对沉积纤维直径的影响最大,随着喷头温度的升高,纤维直径先减小后增大,温度在100 ℃时直径最小;随着喷头加载电压的增大,纤维直径逐渐减小;喷头与收集板的距离对沉积纤维直径影响不显著;当加载电压为23 kV,喷头温度为100 ℃,喷头与收集板的距离为2 mm,收集板的运动速度为36 mm·s-1时,可以制备直径为（23±05）μm且形态规则的三维网格图案。     

电纺不同直径纳米纤维薄膜的空气过滤性能

使用静电纺丝的方法,制造出不同直径的纳米纤维薄膜,在低风速下进行空气过滤实验,建立初步分析模型,分析了纤维直径和过滤性能间的关系。实验表明,纳米纤维的直径和过滤效率并不是正比关系,而是在某个纤径尺寸范围存在这一个最优值。对于PM10颗粒,纤维直径分布在400-600nm范围内的纳米纤维薄膜的过滤效果较好。分析模型的建立将促进纳米纤维薄膜空气过滤研究。     

电纺碳纳米纤维短纤增强的高介电常数聚酰亚胺复合材料

通过碳化电纺纳米纤维研磨和超声破碎制备碳纳米纤维短纤(SCNFs),并用作填料制备碳纳米纤维短纤/聚酰亚胺(SCNFs/PI)复合材料.研究了SCNFs/PI复合材料的介电性能和力学性能.结果表明:SCNFs既对这种复合材料的机械性能具有显著的改善,也是制备高介电常数复合材料的良好导电填料.与纯PI相比,含 SCNFs质量分数为1%复合材料的抗拉伸强度提升了 39.43%; 同时,这个复合材料也显示了一个质量分数为4%的SCNFs低渗流阈值,此时的介电常数为60.79@100 Hz.这些电纺碳纳米纤维短纤增强的PI复合材料有望作为高性能介电材料在现代电子器件行业中得到良好应用.     

聚合物稀溶液环流同轴电纺制备药物零级控释纳米纤维

研究了应用聚合物稀溶液环流同轴电纺制备药物零级控释纳米纤维.以聚丙烯腈(PAN)为成纤聚合物,以阿昔洛韦为药物模型,并以2%(质量/体积)的PAN稀溶液为鞘液实施同轴电纺工艺,制备芯鞘结构载药纳米纤维.通过电镜观察,纳米纤维具有线性形貌和芯鞘结构特征;X-射线晶体衍射结果证明,阿昔洛韦以无定形态存在于PAN基材中;体外溶出实验结果表明,芯鞘纳米纤维能够消除药物初期爆释效应,调控近80%的药物零级方式释放.     

苯丙乳液制备及其电纺微纳米纤维结构的研究

通过乳液聚合的方法制备了水相苯丙乳液(PSBA),并将其应用于静电纺丝制备出微纳米纤维结构。采用红外光谱、差示扫描量热仪(DSC)和动态光散射仪分析并表征了聚合物的化学组成、热稳定性,并得到了均一稳定的苯丙乳液。通过扫描电镜(SEM)研究了纺丝电压及纺丝液中苯丙乳液与聚乙烯醇(PVA)质量比对苯丙乳液电纺微纳米纤维结构的影响,结果表明,改变纺丝液PSBA、PVA质量比能够得到可控性的纤维结构;纺丝电压对纤维中串珠状结构形成有一定影响,且电压越高,纤维直径越小。     

用电纺法制备的BiFeO_3纳米纤维及其结构和形态研究

本实验以硝酸铋和硝酸铁为原料,由溶胶凝胶法制得纯相BiFeO3(BFO)溶胶,再利用电纺方法将溶胶成功制备成为纳米纤维.X射线衍射(XRD)结果表明样品为纯相BFO,结晶性能良好.SEM观察结果表明:电纺法制备BFO纳米纤维的最佳条件为溶胶-凝胶法制备的BFO前驱体溶液与等体积的0.6 g/mL PVP乙醇溶液混合后的溶液浓度,电压值采用25 kV.在最佳条件下电纺得到的纳米纤维连续、光滑、直径均匀,无珠状物和粘连现象出现,纤维直径退火前为1.1～1.3 um,退火后为333～434 nm.     

电纺聚-L-乳酸/β-磷酸三钙复合物纳米纤维膜

利用静电纺丝法制备了生物可吸收聚-L-乳酸(PLLA)/β-磷酸三钙(β-TCP)复合物纳米纤维膜.采用扫描电子显微镜(SEM)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)等手段研究了复合物纳米纤维膜的结构和形态,详细探讨电纺工艺条件对制备PLLA/β-TCP复合物纳米纤维的形态影响.通过拉伸力学测试、噻唑蓝比色法(MTT)对复合物纳米纤维膜的力学性能和体外细胞相容性作了进一步研究.结果表明,PLLA/β-TCP复合物纳米纤维的几何结构与电纺条件有关,随着聚合物溶液浓度增加、溶液流速增大,纤维直径有不同程度的增大;复合物纳米纤维膜的拉伸强度和杨氏模量随β-TCP的含量增加而下降;复合物纳米纤维膜对L-929细胞系无细胞毒性,显示良好的细胞相容性.     

熔融电纺制备PE/PP共混纤维

针对聚乙烯（PE）与聚丙烯（PP）共混体系熔融电纺，研究了PE／PP的质量比和接收距离对熔融电纺纤维形貌和直径的影响．结果表明，稀释剂的作用使电纺PE／PP纤维的表面较为粗糙，提高接收速度有助于减少粗糙程度，也可使纤维直径下降．差示扫描量热测试结果表明，电纺PE／PP纤维中PE和PP的结晶程度随PE／PP质量比的不同而变化较大．由于不使用溶剂，熔融电纺可望成为超细纤维形成的实用方法．     

电纺聚丙烯腈基碳纳米纤维的制备

通过静电纺丝制备了平均直径为350nm的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维.将PAN纳米纤维分别在250,265和280℃温度下预氧化1h后,将它们在1 000℃下碳化得到碳纳米纤维.通过扫描电镜、红外光谱、差示扫描量热分析和X射线粉末衍射分析对PAN纳米纤维、预氧化后的纳米纤维及碳纳米纤维的形貌、热性能和化学结构进行了表征.结果表明,PAN纤维的最佳预氧化温度为280℃.在该温度预氧化后所得碳纤维的导电性最好,电导率为(13±0.58)S/cm.     

静电纺二醋酯纳米纤维的热性能研究

以二醋酸纤维素为原料,通过大量尝试性试验,找到了两种较理想的溶剂体系,即以单独丙酮为溶剂和以丙酮/二甲基乙酰胺(DMAC)混合溶液作溶剂,成功制备了静电纺二醋酯纳米纤维.通过热重(TG)法和差示扫描量热(DSC)法,对比分析两种溶剂体系下制得的纳米纤维与原材料在热性能上的差异.研究发现:静电纺二醋酯纳米纤维的热稳定性较原二醋酸纤维素差,且以丙酮/DMAC混合溶液作溶剂纺得的纳米纤维的热性能变化更显著.     

空间电场对单根纳米纤维沉积的影响分析

基于近场静电纺丝,分别讨论单根纳米纤维在平面硅片、图案化硅片基底上的沉积规律.当收集板运动速度大于纳米纤维喷射速度时,将获得直线状纳米纤维;而当收集板运动速度小于纳米纤维喷射速度,纳米纤维易受电场力和电荷排斥力的影响而产生弯曲鞭动,并缠绕成纳米纤维带或螺旋状结构.采用图案化硅基作为收集板时,电场分布发生变化,微结构表面电场强度大于其他区域.纳米纤维在微结构表面产生聚集,且微结构表面电场的增强也加快纳米纤维喷射速度.     

电喷法合成TiO2纳米纤维与微米球及其光催化制氢性能

采用电喷法合成了TiO2纳米纤维与微米球.通过X射线粉末衍射、扫描电镜、紫外可见漫反射光谱和比表面积与孔径分析,对TiO2纳米纤维与微米球进行了结构表征.详细研究了影响TiO2纳米纤维与微米球成型的各种因素.结果表明,电喷所用的聚合物溶液的黏度是TiO2纳米纤维与微米球成型的关键因素.光催化分解水制氢测试表明,与TiO2纳米颗粒相比,TiO2纳米纤维与微米球的光催化分解水产氢活性分别提高了80%和60%.     

活化碳纳米纤维的制备

以电纺纤维素纳米纤维为原料,利用浸泡ZnCl2水溶液的化学活化法制备直径约为500nm的活化碳纳米纤维.ZnCl2将纤维素纳米纤维的脱水分解温度从339℃降低至287℃,将得炭率从15.7%提高至39.5%.活化碳纳米纤维表面形貌规整,无熔融现象;其纤维直径比未经活化盐处理的碳纳米纤维更小.     

静电纺纳米纤维的过滤机理及性能

静电纺丝是种相对简单的不同种聚合物来制造超细纤维的方法.纳米纤维将来最广泛的用途是过滤.研究静电纺纳米纤维的过滤机理,测试分析不同基布与纳米纤维层复合后的过滤效率、过滤阻力及孔径的变化.结果表明在基布上铺上纳米纤维层复合后,过滤效率明显增加,压力降也有一定增加;纳米纤维层的孔径比基布孔径约小两个数量级,并且纳米纤维层孔径分布均匀、离散度小.     

静电纺氧化铝纳米纤维研究

采用溶胶-凝胶法，以聚乙烯醇、硝酸铝、水为原料配制出了硝酸铝／聚乙烯醇溶胶-凝胶纺丝液，并通过静电纺丝技术纺制了Al（NO3）3／PVA有机-无机杂化纤维，经高温锻烧后得到了平均直径约为50-250nm无机纳米氧化铝纤维。     

静电纺氧化铝纳米纤维研究

采用溶胶-凝胶法,以聚乙烯醇、硝酸铝、水为原料配制出了硝酸铝/聚乙烯醇溶胶-凝胶纺丝液,并通过静电纺丝技术纺制了Al(NO3)3/PVA有机-无机杂化纤维,经高温锻烧后得到了平均直径约为50～250nm无机纳米氧化铝纤维。     

酞菁功能化纤维素纳米纤维的制备与表征

通过静电纺丝技术制备乙酸纤维素纳米纤维,经水解、氧化处理后将四氨基钴酞菁共价固定于纳米纤维表面,制备得到酞菁功能化纤维素纳米纤维．通过场发射扫描电子显微镜和紫外可见漫反射光谱对纳米纤维进行表征．利用单因素法研究酞菁的最佳固定量,结果表明：氧化温度30℃,高碘酸钠浓度25mmol／L,氧化时间7h,四氨基钴酞菁溶液浓度20mmol／L时,纳米纤维表面酞菁固定量达到365μmol／g．     

静电纺丝纳米纤维膜在水处理中的应用现状

水污染一直是全球工业化和社会经济快速发展过程中亟需解决的问题。静电纺丝纳米纤维膜因具有均一性好、比表面积大、孔隙率高以及表面粗糙度高等优点,在处理水污染问题方面具有广阔的应用前景。综述了静电纺丝纳米纤维膜在处理各种水污染问题中的应用现状,主要包括去除水中的染料、重金属离子、抗生素及有害细菌等4个方面,并对未来的发展方向做出展望。     

高性能聚合物电纺纳米纤维最新进展

近20年来,静电纺丝技术得到了快速发展和应用; 不同材料的电纺纳米纤维(包括聚合物基、金属基、陶瓷基、碳基及其复合材料等)已在能源、环境、生物医学和国防军工等领域得到了泛应用.通常,静电纺丝技术需将聚合物或聚合物前驱体原料溶解于溶剂中或者加热熔融进行电纺加工.然而,芳杂环高性能聚合物(如聚酰亚胺、芳香聚酰胺、聚苯等)由于其主链上的刚性环状结构,既难溶解于普通有机溶剂,也难加热熔融,没有流动性,故难以通过静电纺技术制备其纳米纤维.为了解决这个难题,研究人员努力探索了许多间接方法和途径来制备电纺高性能聚合物纳米纤维,并取得了突破性进展.如通过电纺前驱体法大规模地制备聚酰亚胺纳米纤维、利用热致重排进行分子转化制备了电纺聚苯并二噁唑纳米纤维、利用模板电纺法制备了聚苯基和聚吡咙基纳米纤维等.该文详细介绍了通过静电纺丝技术制备高性能聚合物纳米纤维的最新进展,具体包括聚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚苯撑苯并二噁唑、芳香聚酰胺、聚苯、聚吡咙等芳杂环聚合物纳米纤维.此外,由于聚丙烯腈是制备碳纤维的重要前驱体,也对电纺聚丙烯腈纳米纤维的制备做了简要介绍.     

氯化锂对静电纺PVA纳米纤维的拉伸过程的影响

在静电纺丝过程中,如果纺丝液完全绝缘或者使用的电压不够高,静电力就不能克服表面张力,这时无法纺制纤维.在纺丝液中加入适量的盐,可以增加射流的表面电荷,射流在电场中的受力发生改变,使得纤维容易纺出.在聚乙烯醇(PVA)中添加不同质量分数的无机盐氯化锂后,对静电纺丝过程中的纤维形态产生影响.实验结果表明氯化锂显著降低了PVA溶液的表面张力,纺丝过程变得容易,纤维拉伸更显著.实验结果与理论研究的结果十分吻合.