二氧化碳-环氧丙烷共聚物电纺纤维形貌研究

利用电纺丝技术制备了二氧化碳环氧丙烷共聚物超细纤维,研究了喷丝口电势、纺丝距离、浓度、溶剂等因素对纤维形貌、直径及均一性的影响.实验结果表明,利用电纺丝法可以制备直径在小于200nm到7μm二氧化碳环氧丙烷共聚物纤维;喷丝口电势和浓度对于共聚物电纺丝纤维是否形成串珠结构有重要影响;电势、距离和纺丝液浓度都对纤维直径及分散系数有较大影响,在一定范围内,随着喷丝口电势增加,纤维平均直径变大而分散系数变小;纺丝距离增大使得纤维平均直径变小,分散系数变大;浓度的增大使得纤维平均直径变大,分散系数变小;不同溶剂配制的溶液体系制备的电纺丝纤维形貌有很大差异,在二氯甲烷和丁酮的体系中,分别观察到了两组较为集中的直径分布.     

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.     

基于可控定向PVDF电纺纤维构建细胞相容性的三维微环境

三维电纺纤维在生物医学领域, 如生物传感、 药物控制释放与组织工程等方面具有良好的应用前景. 然而, 现有的电纺技术在制备结构、 孔隙率与形貌均可调节的三维定向电纺纤维方面还存在一定不足. 因此亟需开发一种新型的电纺丝工艺以制备三维定向电纺纤维. 本文通过改进传统的电纺丝工艺, 开发了一种简单高效制备三维定向聚偏氟乙烯(PVDF)的电纺丝制备技术. 所制备的三维定向纤维的形貌、 直径及纤维密度均可控. 体外细胞实验结果表明, 该类三维定向纤维具有良好的生物相容性, 能够促进细胞活性, 诱导细胞沿着纤维的方向生长. 此外, 研究结果还表明, 将该三维定向纤维作为细胞培养支架时, 细胞的增殖高于利用传统的二维纤维膜. 该制备技术将极大地拓宽三维定向纤维在三维细胞培养、 组织工程及疾病诊断等生物医学领域的应用.     

基于可控定向PVDF电纺纤维构建细胞相容性的三维微环境（英文）

三维电纺纤维在生物医学领域,如生物传感、药物控制释放与组织工程等方面具有良好的应用前景.然而,现有的电纺技术在制备结构、孔隙率与形貌均可调节的三维定向电纺纤维方面还存在一定不足.因此亟需开发一种新型的电纺丝工艺以制备三维定向电纺纤维.本文通过改进传统的电纺丝工艺,开发了一种简单高效制备三维定向聚偏氟乙烯(PVDF)的电纺丝制备技术.所制备的三维定向纤维的形貌、直径及纤维密度均可控.体外细胞实验结果表明,该类三维定向纤维具有良好的生物相容性,能够促进细胞活性,诱导细胞沿着纤维的方向生长.此外,研究结果还表明,将该三维定向纤维作为细胞培养支架时,细胞的增殖高于利用传统的二维纤维膜.该制备技术将极大地拓宽三维定向纤维在三维细胞培养、组织工程及疾病诊断等生物医学领域的应用.     

壳聚糖/聚乙烯醇共混超细纤维的制备及紫外光交联研究

用静电纺丝法制备壳聚糖/聚乙烯醇的共混超细纤维,采用扫描电镜考察了纺丝液浓度、共混物配比、喷丝口内径对纤维形貌的影响.此外,为减少壳聚糖/聚乙烯醇纤维膜的溶胀变形,在上述体系中加入可光交联的单体二缩三乙二醇双甲基丙烯酸酯(TEGDMA)、引发剂2-羟基-2-甲基-1苯基丙酮(1173),对电纺纤维进行紫外光交联.结果表明,当壳聚糖与聚乙烯醇质量比为8:2的共混体系中加入占混合溶液质量分数4%的TEGDMA、0.12%的1173作为交联剂时,所得的无纺布纤维直径比较均一,平均约为200 nm,经光交联处理后其耐水性能得到提高.     

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。     

静电纺丝法制备聚醚酰亚胺纤维膜的结构和介电性能研究

采用静电纺丝法制备了聚醚酰亚胺(PEI)纤维膜,通过扫描电子显微镜(SEM)和偏振红外对PEI纤维膜的微观结构进行研究.实验结果显示纺丝液溶剂决定了PEI的可纺性,以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂时,空气湿度显著地影响纺丝过程以及纤维的形态.在相同纺丝工艺条件下,随着纺丝液浓度的增加,所得PEI取向纤维沿辊筒收集方向的排列规整性提高,纤维平均直径由405 nm增加到3.25 μm.PEI纤维膜介电性能的研究表明,取向纤维膜的介电常数很小,最低可达到1.1,其介电损耗也维持在较低的水平,纤维膜的接收方式以及热牵伸处理会对PEI纤维膜的介电性能产生影响.     

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.     

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.     

纳米纤维制备工艺进展及其对壳聚糖的适用性分析

壳聚糖是一种性质独特、可生物降解及生物相容的海洋多糖,以其为原料制备的纳米纤维目前已经得到了广泛应用.传统的壳聚糖纳米纤维/纳米复合纤维制备方法主要采用湿法纺丝与静电纺丝,但是这些方法通常需要复杂的过程和挥发性有机溶剂的参与,安全性较低.为了探寻更简单、更安全的壳聚糖纳米纤维制备方法,本文综述了6种最新颖的纳米纤维制备过程,这些过程被分为"由小到大捆绑"与"从大到小粉碎"两大类."由小到大捆绑"包含各种纺丝(例如离心甩丝法、手纺法、溶液吹喷法)和两种冷冻铸造(直接冷冻干燥法和射流急速冷冻法),而"从大到小粉碎"则以星爆系统法为例.我们从纤维直径、纤维取向与对壳聚糖的适用性的角度对比讨论了它们各自的优缺点并融合了每种方法给予的灵感,提出了一种全新的"超声喷雾结合冷冻铸造"的壳聚糖纳米纤维制备理念.超声喷雾与冷冻铸造相结合的方法彻底摆脱了挥发溶剂的使用.以这种安全性较高的新方法制备出的壳聚糖纳米纤维在生物医学工程与食品科学工程领域具有广阔的应用潜能.     

静电纺空气过滤用PET/CTS抗菌复合纳米纤维膜的制备

采用静电纺丝法制备PET/CTS复合纳米纤维膜,并在纤维膜表面吸附一层纳米银,进一步增加纤维膜的抗菌性能.以扫描电镜(SEM)对不同配比PET/CTS所制备的纤维膜的微观形貌进行表征,结果显示w(CTS)/w(PET)为12.5%时,纤维形貌较好,平均直径为405 nm.分别对不同厚度的PET/CTS纤维膜进行力学性能、透气性能以及空气过滤性能测试,结果表明纺丝时间为7 h时,纤维膜具有较好的性能,其弹性模量为48.15 MPa、断裂伸长率183.30%、拉伸断裂应力2.11 MPa、拉伸强度2.49 MPa、拉伸屈服应力1.23 MPa、最大力1.38 N,阻气值为3.99 k Pa·S/m,过滤效率为99.55%,压降为621.32 Pa.吸附银离子实验表明,最佳GA交联浴配比为GA(vol%)=3.5%.紫外可见光谱(UV)及透射电镜(TEM)表征证明,有10 nm左右纳米银生成.抑菌实验表明,载银PET/CTS复合纳米纤维膜对金黄色葡萄球菌(S.a.)和大肠杆菌(E.coli.)的杀菌率分别为99.97%和99.99%.     

聚丙烯腈纳米纤维的再细化

通过电纺丝法研究了溶剂种类、溶液浓度、纺丝倾斜角、聚合物分子量对纳米纤维形态和直径的影响,寻找到最佳工艺条件,并得到了平均直径为20nm的超细纤维.     

核-壳结构壳聚糖/聚乙烯醇-聚碳酸亚丙酯超细纤维的制备

利用同轴电纺丝技术制备出具有核-壳结构的壳聚糖/聚乙烯醇-聚碳酸亚丙酯电纺丝纤维,考察了溶剂复配对成纤的影响,采用扫描电镜和透射电镜对纤维的形貌、结构、直径分布等进行了探索,并在优化的工艺条件下,将羟基磷灰石负载在内层结构中.研究表明,采用氯仿/N,N-二甲基甲酰胺(1/1)复配溶剂可有效避免聚合物溶液在喷丝口处的凝结现象.同单纺纤维相比,核壳结构的纤维直径分布较宽,纤维壳层和核层界限清晰;红外谱图分析证明羟基磷灰石可负载在纤维的核结构中.     

采用静电纺丝/非溶剂致相分离制备聚丙烯腈多孔超细纤维的研究

以聚丙烯腈/二甲基亚砜/N,N'-二甲基甲酰胺三元体系为纺丝液、3℃水浴为接收介质,通过静电纺丝制备了具有纳米孔结构的静电纺聚丙烯腈多孔超细纤维.探讨了溶剂比例、接收介质、聚丙烯腈浓度、纺丝电压及接收距离等因素对纤维直径和表面孔隙率的影响.结果表明最佳制备条件为混合溶剂质量比1∶1、纺丝电压16 kV、聚丙烯腈浓度15 wt%、接收距离5 cm、纺丝速率0.7 mL/h、环境温度25℃、相对湿度40%～70%.在此条件下得到的聚丙烯腈多孔超细纤维直径在420～490 nm,平均直径468 nm,表面孔隙率3.4%,纤维内部形成大量孔径为8～30 nm的孔结构,且孔径分布均匀,孔形状相对一致.N2吸附脱附测试表明,聚丙烯腈多孔纤维的BET比表面积达43.86 m2/g,是相同直径无孔聚丙烯腈纤维比表面积理论值的6倍.通过研究聚丙烯腈/(二甲基亚砜+N,N'-二甲基甲酰胺)/水的三元相图,提出非溶剂致相分离是主要成孔机理.     

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。     

电纺聚乙烯醇超细纤维膜的性能研究

由电纺制备聚乙烯醇(PVA)超细纤维膜,以扫描电镜观察纤维的微观形貌,用X射线衍射研究超细纤维膜的结晶行为,并测定了PVA超细纤维膜的力学性能和吸水性.结果表明,PVA超细纤维的平均直径为(184±26)nm,超细纤维中PVA的结晶度和晶体有序程度较浇铸膜低.超细纤维膜的拉伸强度、模量和断裂伸长率均较浇铸膜差,吸水率在300%以上,高于浇铸膜.     

P(VdF-HFP)-ILs基多孔纤维凝胶电解液的制备

以偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物P(VdF-HFP)为成纤聚合物,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为致孔聚合物,制备得到P(VdF-HFP)/PVP混合静电纺丝纤维。然后利用成纤聚合物和致孔聚合物水溶性的差异,采用超声波辅助水致相分离法,去除水溶性PVP,得到非水溶性P(VdF-HFP)骨架的多孔超细纤维。扫描电子显微镜、孔隙结构分析和显微镜相图分析等结果显示,调节混合静电纺丝纤维中PVP含量,可以得到具有不同中孔/大孔结构的多孔超细纤维膜。以P(VdF-HFP)基多孔超细纤维吸附离子液体(ILs)制备得到凝胶电解液,测试其电化学性能,结果显示由P(VdF-HFP)∶PVP=5∶3静电纺丝纤维制备的P(VdF-HFP)-ILs基多孔超细纤维凝胶电解液显示出宽电化学窗口(3.6 V)、高电导率(0.84 mS·cm~(-1))和较高的持液量(295 wt%)。     

静电纺丝法制备超细聚苯乙烯纳米纤维

采用静电纺丝方法制备了超细聚苯乙烯纤维, 通过向溶液中添加有机胺盐并降低溶液浓度将纤维的平均直径降至100 nm, 并研究了盐的添加量对纤维直径的影响.     

PHBV电纺纤维结构与形态的研究

利用电纺丝法制备了超细聚 β 羟基丁酸戊酸酯 (PHBV)纤维 ,通过扫描显微镜 (SEM)、差热分析(DSC)、宽角X射线衍射和偏振红外吸收光谱对产品进行了结构与形态的表征 .研究了纺丝过程中溶液浓度、电压和接收距离 3个参数对纤维形态的影响 .结果表明 ,溶液浓度是决定性的 ,只有高于一个定值才能获得单一的纤维产品 .与流延成型的PHBV相比 ,电纺丝具有较高的取向度和结晶度 .原因可能是 ,电场力下喷丝震荡过程中带来的拉伸作用从而引起分子链的规整排列     

溶剂性质对两亲性聚肽静电纺丝的影响

通过对聚(γ-苄基L-谷氨酸酯)(PBLG)的亲水改性制备了两亲性聚(γ-苄基L-谷氨酸酯-co-羟乙谷酰胺)无规共聚肽(PBHG)用于静电纺丝制备超细纤维.通过傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱表征了聚合物结构.通过测定溶液表面张力、黏度、电导率及扫描电镜观察纤维形貌考察了不同溶剂及PBHG浓度对纺丝溶液性质及电纺纤维的影响.通过水浸实验及MTT法评价了电纺纤维膜的亲水性及细胞相容性.研究发现在三氯甲烷(TCM)和四氢呋喃(THF)中PBHG采取α-螺旋构象,刚性分子链自取向排列,可获得直径为微米或亚微米的电纺纤维.以TCM为溶剂时,因溶液表面张力大、导电率低导致纤维品质较差,而以THF为溶剂可获得表面光洁、尺寸均匀的电纺纤维.当溶剂为三氟乙酸(TFA)时,PBHG采取无规线团构象,柔性分子链彼此缠结,同时溶液表面张力小、黏度低、电导率高,可获得纳米电纺纤维.但因TFA挥发性相对较差,易造成纤维粘连.将TFA与TCM复配后作为溶剂可改善纤维粘连问题.与PBLG电纺纤维相比,改性后的PBHG电纺纤维的亲水性得到了改善,可在水中保持纤维骨架而无需交联,并表现出良好的细胞相容性,能促进细胞在电纺纤维膜上的增殖.