静电纺丝法制备SrTiO3多晶微纳米纤维

应用静电纺丝法并结合Sol-gel 技术制备了SrTiO3微纳米纤维. SEM, TEM及电子衍射分析结果显示, 于900 ℃煅烧获得的纤维直径分布在50~400 nm之间, 其典型直径约为280 nm. XRD分析结果表明, 纤维由立方结构的SrTiO3晶粒组成, 平均晶粒尺寸为33 nm.     

静电纺丝——从无规纳米纤维膜到取向连续长纱

静电纺丝是通过对聚合物溶液或熔体施加外电场制造纳米纤维的有效方法.电纺过程中,在静电力作用下聚合物射流快速鞭动,形成的纳米纤维无规堆砌,得到无纺布状的无规纳米纤维膜.这种纳米纤维膜具有极大的比表面积,已用于超高效过滤,在刨伤修复、组织工程、水处理等领域有广泛的应用前景.为了进一步拓展纳米纤维在纤维工业、纺织品、微制造等领域的应用,电纺纳米纤维的取向和连续长纱的制备研究受到科学家的重视,文献报道了多种纳米纤维取向方法.本文分析了纳米纤维膜无规堆砌结构的形成机理,总结了纳米纤维取向研究和连续长纱制备研究进展,特别介绍了基于静电作用分析提出的共轭电纺方法,讨论了取向纳米纤维的应用以及纳米纤维未来的研究方向.     

静电纺丝法制备抑菌性聚酰亚胺纳米纤维

采用静电纺丝技术,以联苯四甲酸二酐(BPDA)和4,4'-二氨基二苯醚(ODA)为单体,硝酸银为银源,通过两步法制备含银聚酰亚胺(PI/Ag)纳米纤维.通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)及扫描电子显微镜(SEM)表征了PI/Ag纳米纤维的结构和微观形貌;通过浸渍培养法研究了聚酰亚胺(PI)及PI/Ag纳米纤维的抑菌性能.结果表明,聚酰亚胺基体中存在单质银的立方晶体结构,银粒子在聚酰亚胺基体表面均匀分散,平均粒径为10 nm;PI/Ag纳米纤维对大肠杆菌(E.coli)、金黄色葡萄球菌(S.aureus)和枯草芽孢杆菌(B.subtilis)表现出良好的抑菌效果,最大抑菌率可达99.1%,为聚酰亚胺在耐高温抑菌生物医用材料等领域的应用提供了新的方向.     

原子转移自由基聚合在制备水溶性聚合物中的应用

水溶性聚合物在工业、农业、医药等领域都有着广泛用途,但随着对水溶性聚合物精细化的要求,寻找新的结构可控的合成方法已成为迫切需求.而利用原子转移自由基聚合(ATRP)则可能得到分子量可控、分子量分布窄的水溶性聚合物.本文主要讨论了利用ATRP合成水溶性聚合物过程中单体、引发剂、催化剂、溶剂、反应温度和时间的影响,并结合聚丙烯酸类、聚丙烯酰胺类以及聚苯乙烯和聚丙烯酸酯的衍生物等具体实例加以了分析.     

水溶性聚合物热稳定性研究进展

水溶性聚合物广泛应用于石油开采、水处理、造纸、印染以及医药等领域,该类聚合物热稳定性问题直接关系到其在高温环境下的应用性能,因此具有重要的研究意义和应用价值。本文选取了几类具有代表性的水溶性聚合物,详细综述了其热稳定性的研究进展,重点分析了不同类型的水溶性聚合物的热降解机理,并探讨了分子结构和外添加剂对热稳定性能的影响,最后对其发展前景进行了展望。     

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.     

静电纺丝制备具有浸润性梯度的聚酰亚胺纳米纤维膜

采用高压静电纺丝技术, 在非对称异型电极上制备得到放射状聚酰亚胺(PI)纳米纤维膜. 采用环境扫描电子显微镜(ESEM)观察了PI膜的微观形貌以及纳米纤维的排列状态; 采用接触角测量仪研究了水滴浸润性的变化; 采用高敏感性力学微电力学天平测量了水滴的黏附力, 分析了微观形貌变化与水滴浸润性质和黏附性质的关系. 结果表明, 该PI纳米纤维膜沿着非对称异型电极三角电极至弧型电极方向纤维排列由密到疏, 呈放射状, 具有独特的微结构梯度; 整个纤维膜上的PI纳米纤维直径均一且具有光滑均匀表面, 纤维与纤维之间的距离约为几微米到几十微米. 由于PI纳米纤维膜所具有的独特的微结构梯度, 致使沿着微结构梯度方向水滴的接触角(从超疏水到疏水)和黏附力(从低黏附到高黏附)均表现出梯度变化的特征.     

"标记"芘的激基缔合物荧光在水溶性高分子研究中的应用

首先介绍了芘的荧光发射光谱的特点及其激基缔合物荧光、然后给出了用芘标记高分子的各种方式和方法,讨论了水溶性高分子的”标记”芘形成激基缔合物的原理,评述了芘标记高分子箕缔合物荧光在水溶性分子疏水相互作用,静电相互作用、氢键、络合等研究中的应用,也介绍了芘标记激基缔的荧光在高分子凝胶体积相变、分子链运动等领域的研究进展。     

电纺丝与聚合物超细纤维

电纺丝技术是一种简单易行、成本低廉的纺丝工艺，本文总结和评述了电纺丝的概念、研究范围、研究现状以及在诸多领域的应用，预示了电纺丝技术的发展前景。     

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.     

静电纺丝法制备NiO纳米纤维及其表征

纳米级NiO因具有优良的催化和热敏等性能而被广泛用于催化剂^[1]、电池电极^[2,3]、光电转化材料^[4～6]、电化学电容器^[7～8]等诸多方面.迄今,已成功地制备出N iO的纳米颗粒^[9]、纳米线^[10]及纳米薄膜^[11],但是对于具有准一维结构的NiO纳米纤维的制备及性能研究尚未见报道.     

静电纺丝法制备交联多孔纳米碳纤维膜及其电化学电容性能

以聚丙烯腈(PAN)和三聚氰胺为原料,通过静电纺丝法制备了三聚氰胺改性聚丙烯腈纳米纤维前驱体,经预氧化、碳化后得到交联的多孔纳米碳纤维.采用红外光谱(FTIR)仪、热重分析(TGA)仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪、拉曼光谱仪和比表面积分析仪等对前驱体及纤维进行了表征.结果表明,经过三聚氰胺改性的聚丙烯腈纳米纤维前驱体在碳化后有效地交联,形成含有微孔、介孔和大孔多级的合理孔道结构,氮掺杂量高达14.3%,纤维直径大幅缩减,平均直径仅约89 nm.电化学测试结果表明,交联多孔纳米碳纤维电极在0.05 A·g^-1电流密度下未经活化时的质量比电容值高达194 F·g^-1(0.05 A·g^-1),在2 A·g^-1的电流密度下经过1000次循环充放电后的比电容仍然保持99.2%,表现出优异的电化学特性.     

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%.     

静电纺丝法制备PLLA/g-HNTs复合纳米纤维膜及其性能研究

以辛酸亚锡为催化剂,利用HNTs表面的羟基引发L-LA开环聚合,合成了表面接枝聚(L-乳酸)(PLLA)链段的埃洛石纳米管(g-HNTs),通过红外、热失重和透射电镜对改性前后HNTs的组成与形貌进行了观察;然后采用静电纺丝技术制备了PLLA纳米纤维膜以及不同组成的PLLA/HNTs和PLLA/g-HNTs复合纳米纤维膜,探讨了纺丝条件对纳米纤维膜形貌的影响,并对复合膜的组成、形貌、力学性能和细胞相容性进行了研究.结果表明,当HNTs与L-LA的摩尔投料比为1∶10时,g-HNTs表面PLLA链段的接枝率为14.22％,HNTs纳米管的形态在接枝后变化不大,易于在无水乙醇中分散.电压强度和进样速率对纤维膜的形貌有一定影响,当电压强度为15 kV、进样速率为1 mL/h时,电纺纤维的直径较为均匀.复合纤维膜中g-HNTs在基体PLLA中的分散性以及与基体的界面相容性要优于相应的HNTs,当g-HNTs含量高达40％时,复合纳米纤维膜中的纤维形态仍然保持较好,可以得到连续、粗细较均匀的纤维;随着HNTs和g-HNTs含量增加,复合纳米纤维膜的拉伸强度和模量先增大后下降,当HNTs和g-HNTs的含量为5％时,两种复合纳米纤维膜的拉伸强度和模量均达到最大值,但PLLA/g-HNTs组复合纳米纤维膜的拉伸强度始终大于相应的PLLA/HNTs组.体外3T3细胞培养结果显示,PLLA/g-HNTs复合纳米纤维膜具有良好的细胞相容性,且优于相应的PLLA和PLLA/HNTs纳米纤维膜.     

Formation of Ultrafine Apatite Fibers by Sol-gel/Electrospinning

Ultrafine apatite fibers were prepared by electrospinning of sol-gel precursor/poly（ vinyl pyrrolidone） （PVP） solutions followed by subsequent calcination. The as-electrospun and calcinated fibers were observed under a scanning electron microscope and an optical polarizing microscope. Results show that the morphology and the diameter of as-electrospun fibers strongly depend on the viscosity and the surface tension of sol-gel precursor/PVP solutions. After calcination, the smooth as-electrospun fibers shrink and the fiber diameter decreases because of the removal of the polymer. The chemical evolution upon the transformation of the precursor from a gel to the final apatite fibers was investigated by thermogravimetric-differenfial thermal analysis, X-ray diffraction, and Fourier transform infrared spectroscopy. It is thus suggested that the crystalline structure of the calcined fibers is largely influenced by the calcination temperature. After being calcined at 600 ℃, the apatite fibers with a diameter of about 280 nm containing β-tricalcium phosphate were obtained.     

Preparation and Photocatalysis of Mesoporous TiO2 Nanofibers via an Electrospinning Technique

Mesoporous TiO₂ nanofibers have been synthesized by a new method that combines sol-gel chemistry and electrospinning technique. The obtained mesoporous TiO₂ nanofibers were characterized with scanning electron microscopy(SEM), X-ray diffraction(XRD), transmission electron microscopy(TEM) and nitrogen adsorption-desorption isotherms. The photocatalytic performance was evaluated by the photocatalytic degradation of Rhodamine B under UV light irradiation. The results show that mesoporous TiO₂ nanofibers exhibit higher photocatalytic activity compared with nonporous TiO₂ nanofibers.     

不同分子量聚丙烯腈的制备及其高压静电纺丝研究

采用DMSO/H2O混合溶剂法制备了5种不同分子量的PAN,并以PAN为原料,DMF为溶剂,配成纺丝溶液,通过高压静电纺丝技术制备超细纤维毡(UFFM)。研究表明,相同单体组成和浓度、相同反应条件情况下,通过聚合制备PAN,随着混合溶剂中水含量的增加,生成的PAN粘均分子量相应增加,其转化率也增加。聚合所得的不同分子量PAN的热重分析显示,随着PAN分子量的增加,热重曲线的剧烈失重区会越来越明显,剧烈失重区的失重率也呈增加的趋势;高压静电纺丝研究发现,PAN-4和PAN-5纺丝溶液由于分子量过高而不可纺;另外,研究还发现,较高的纺丝电压有利于纤维直径的减小,但相应的纺丝稳定性减小,导致纤维直径分布的离散度增加。     

硫化锌掺锰/聚乙烯醇复合纳米纤维的制备与表征

利用静电纺丝法与气固反应相结合, 成功地制备了硫化锌掺锰/聚乙烯醇复合纳米纤维, 并对所制备的复合物进行了表征, 探讨了复合物的结构及其性能.     

静电纺丝法制备纤维素纳米纤维的研究进展

纤维素纳米纤维很好的结合了纤维素的重要属性和纳米材料的各项特性,但纤维素大分子之间存在大量氢键,使得纤维素较难溶于普通溶剂,导致通过静电纺丝法直接制备纤维素纳米纤维具有一定的难度.而先采用静电纺丝法制备纤维素衍生物纳米纤维,再对纤维素衍生物纳米纤维进行水解也是制备纤维素纳米纤维的一种有效方法.本文对近年来这两种纤维素纳米纤维制备方法的研究进行了综述,并对静电纺制备纤维素纳米纤维的发展前景做出了展望.     

基于荧光素的荧光纳米纤维的制备与表征

以电纺聚丙烯腈(PAN)纳米纤维为起始物, 经乙二胺改性后, 再利用Mannich反应将荧光素共价连接于PAN纳米纤维薄膜表面. 用荧光光谱、 扫描电镜和红外光谱进行了结构表征. 结果表明, 利用荧光素对静电纺丝薄膜表面进行修饰, 获得了很强的荧光信号, 证明了方法的可行性.