静电纺丝工艺参数对SS/PEO纳米纤维形貌及直径的影响

以质量分数为20%丝胶蛋白(SS)水溶液、6%聚环氧乙烷(PEO)水溶液为原料配制SS/PEO纺丝液,采用静电纺丝技术制备SS/PEO纳米纤维。探讨两种溶液混合比例及搅拌时间、纺丝电压、纺丝距离、纺丝速度等工艺参数对SS/PEO纳米纤维形貌及直径的影响。实验结果表明:当SS、PEO溶液的质量混合比为1︰2、搅拌时间为3 h、纺丝电压为25 kV、纺丝距离为20 cm、纺丝速度为0. 001 mL/s时,纺丝效果好,且获得形态好、直径细且分布均匀的SS/PEO纳米纤维。

静电纺丝纤维形貌的研究

综述了溶液粘度、电荷密度等因素对静电纺丝纤维形貌的影响。在静电纺丝过程中,溶液粘度与电荷密度是影响纤维形貌的主要因素,它们具有协同作用。同时,这两个因素本身也受溶液浓度、聚合物分子量、溶液电导率等因素的影响,因而在纺丝时需综合考虑以上因素以获得形貌完善的纤维。

工艺参数对喷气式静电纺的产量和纳米纤维形貌的影响

以提高PAN纳米纤维的产量为目的,根据喷气静电纺丝的原理,设计了一种新型静电纺丝装置。研究了不同通气速度、溶液输入速度、电压等工艺参数对纳米纤维毡的产量和面积的影响。研究发现,该静电纺丝装置极大地提高了纳米纤维的产量,使产量达到普通针头产量的二十倍以上。通过研究电压对纳米纤维毡的产量和面积以及纳米纤维的微观形貌的影响,发现纳米纤维的产量随电压的增加而增加,在电压为33kv时达到最大值;纳米纤维的形貌随着电压增加,直径从528.42nm减小到243.25nm,标准偏差从43.25%减小到28.02%。当通气速度为800ml/min,溶液输入速度为8ml/h,纺丝电压为33kv时,纳米纤维毡的产量达到最大值2.8g/h。

溶剂及纺丝工艺对静电纺聚砜纤维形貌的影响

采用静电纺丝的方法制备纳米级到微米级的聚砜(PSU)纤维,通过扫描电镜图分析溶剂、溶液质量分数、纺丝距离、电压和流量等对纤维形态结构的影响。结果表明:在纯DMF溶剂中添加丙酮后,纤维上的珠状物消失,纤维直径略有下降,但随着溶剂中丙酮比例的增加,纤维直径又略有增加;当PSU/D9A1溶液的质量分数从13%增至20%时,纤维中的珠状物逐渐消失,平均直径逐渐增加;由质量分数为15%的PSU/D9A1溶液纺得的纤维,随着纺丝距离和电压的增加,纤维上的珠状物数量减少,纤维直径先增加后减小;同样条件下,质量分数增加为20%时,纤维上没有珠状物,纤维直径在1.1～1.7μm之间;当溶液流量从1.5 mL/h增至4.0 mL/h,纤维直径先增加后减小。

静电纺丝工艺对二醋酸纤维素纳米纤维形貌及直径的影响

以质量比为2∶1的丙酮/N,N-二甲基乙酰胺混合溶液为溶剂配制二醋酸纤维素(CA)溶液,采用静电纺丝制备CA纳米纤维,探讨了CA浓度、纺丝电压、接收距离和溶液推进速度等工艺条件对CA纳米纤维形貌、直径及其分布的影响。结果表明:CA纳米纤维的直径随CA浓度增加而增大,随纺丝电压增大而减小;适当的接收距离和溶液推进速度可以获得直径较小且分布均匀的纤维;当CA质量分数为11%、纺丝电压为30 k V、接收距离为15 cm、溶液推进速度为0.010 m L/min时,纺丝效果好,纤维平均直径约130 nm,且直径分布较均匀。

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.

加热介质及pH对生皮收缩温度和纤维形貌的影响

对鞣前各加工工序中生皮在盐水、水和甘油3种介质中的收缩温度进行了测定,研究了不同加热介质中p H对软化皮、酸皮收缩温度的影响,发现外界p H接近生皮等电点时,3种介质测得的结果基本一致,当p H偏离生皮等电点过远时,测得结果相差较大。通过扫描电镜观察了软化皮、酸皮在不同介质中热收缩前后纤维的形貌变化,发现在热收缩后纤维变得更为粗大;软化皮和酸皮在以水为介质的热收缩后,纤维呈"糖葫芦"状。

静电纺丝工艺参数对PMMA/富勒烯纤维形貌的影响

采用甲苯与二甲基甲酰胺(DMF)混合溶液做溶剂,以静电纺丝法制备了含有富勒烯(C6)0的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)纤维,利用扫描电镜观察了纤维的形貌,分析了PMMA的质量分数、溶剂比、纺丝电压、收集距离等对纤维形貌及平均直径的影响。结果表明:PMMA溶液的浓度以及溶剂比对纤维的形貌起着主导作用,当二者变化时,纤维结构变化较大。纤维的平均直径随着PMMA浓度、纺丝电压的增大而增大;当甲苯/DMF体积比增大时,纤维平均直径先增大后减小;纤维形貌受收集距离的影响较小。

气流场和聚合物射流运动对液喷纺纤维形貌的影响

为研究液喷纺丝过程中气流场分布和聚合物溶液射流运动对纤维形貌的影响,通过数值模拟分析变压力条件下液喷环形喷嘴下方的气流场分布,采用高速摄影技术捕捉聚丙烯腈(PAN)溶液射流在湍流场中的运动并分析其运动规律。结果表明:随气流压力的增加,气流中心线速度和湍流强度增加;液喷纺PAN微纳米纤维直径逐渐降低并变得均匀,但压力过大会恶化纤维形貌,并伴随着纤维束的出现。液喷纺丝过程中纤维的细化与气流的拉伸作用、聚合物射流的弯曲不稳定性和摆动作用等因素有关。

静电纺丝工艺对聚乳酸纳米纤维形貌及直径的影响

以N,N-二甲基乙酰胺为溶剂配制聚乳酸(PLA)溶液,采用静电纺制备PLA纳米纤维,探讨PLA溶液浓度、纺丝电压、接收距离对PLA纳米纤维形貌、直径及其分布的影响。结果表明:当PLA溶液浓度为10%、纺丝电压为24kV、接收距离为20cm时,纺丝效果好,纤维平均直径约91nm,且直径分布较均匀。

静电纺PU膜纤维形貌对氧等离子体亲水改性的影响

通过静电纺丝技术制备了不同纤维形貌的PU膜,分析纤维形貌对氧等离子处理的PU膜表面润湿性的影响,并研究氧等离子体处理的膜材料的油水分离性能。结果表明:氧等离子体处理技术不会改变静电纺PU膜原有的纤维形貌和表面元素组成,但会在膜材料表面接枝—OH基团,使得疏水性静电纺PU膜具有亲水性(22.6°)和水下疏油性(155.9°);同时,纤维的直径越小,直径不匀越明显,等离子体处理的PU膜的亲水性和水下疏油性越优异。另外,等离子体处理的膜材料用于油水混合物的分离时,不同纤维形貌的膜材料的油水分离效率均高于99.5%。纤维直径和直径不匀会影响膜材料的孔径大小和孔隙率,造成油水分离的水通量的变化。

PLA超细纤维/非织造吸声材料的制备及性能

目前石油基多孔吸声材料在市面上被广泛应用,在环保方面仍存在一系列问题亟待解决,因此需要开发绿色可降解的多孔吸声材料。首先以聚乳酸(PLA)纤维为原料,通过针刺非织造工艺制备了PLA针刺非织造材料,考察了针刺道数、纤维喂入量、针刺深度对非织造材料结构和吸声性能的影响。结果表明,较大的纤维喂入量和适当针刺深度能够显著提升非织造材料的吸声性能,在针刺道数8道和针刺深度5mm下制备的面密度为300g/m2的针刺非织造材料(PLA300-8-5)吸声系数可达0.56。采用静电纺丝技术制备不同形貌的PLA超细纤维,并将其与PLA300-8-5非织造基材复合,构建PLA超细纤维复合吸声材料,探究了纤维形貌及超细纤维膜厚度对材料吸声性能的影响,结果表明,多孔纤维及较厚的纤维膜可以有效增强吸声性能。PLA超细纤维复合吸声材料的构建为后续新型高效吸声材料的设计开发提供一定的理论基础。

溶液性质对电纺聚乳酸/茶多酚复合纳米纤维膜形貌的影响

为了研究静电纺丝溶液性质对聚乳酸（PLA）/茶多酚（TP）复合纳米纤维膜的形貌与直径的影响,本文借助扫描电子显微镜（SEM）观察不同纺丝溶液条件下纳米纤维膜的外观形貌并计算纤维直径。结果表明：当PLA溶质质量分数为10%时,纤维成纤性最好。而纺丝溶剂采用二氯甲烷（DCM）和N,N-二甲基甲酰胺（DMF）的混合溶剂时,纤维形貌改善明显。同时不同PLA/TP质量混比条件下的纤维直径在380～854nm之间。

熔体静电纺丝电场工艺参数对PET纤维膜形貌的影响

采用熔体静电纺丝工艺,以聚对苯二甲酸乙二酯(PET)为原料制备PET纤维膜,借助扫描电子显微镜、膜厚仪探讨主要电场工艺参数纺丝电压、接收距离、接收面积对PET纤维膜形貌与几何结构的影响。实验表明,在本实验条件下,将纺丝电压从24 k V提高至30 k V,可明显减小纤维直径,纤维直径从3.275μm减小为2.202μm,同时提高纺丝电压可增强PET纤维膜的中间凸起效应,PET纤维膜中心厚度增加近一倍;适中的接收距离(7 cm)有利于制备较细的纤维,增大接收距离(9 cm)有利于制备平整的PET纤维膜,PET纤维膜中心厚度仅为36.6μm;当接收面积为10 cm×10 cm时,可使PET纤维膜中心厚度达到1 123μm,PET纤维膜凸起效应明显,纤维直径因拉伸不充分而稍有变粗。

熔纺中喷丝孔结构对中空酚醛纤维截面形貌的影响

设计了几种不同喷丝孔结构的圆弧狭缝式喷丝板,用于酚醛树脂的熔融纺丝,对纺出纤维的截面形貌进行研究。结果表明,喷丝孔的孔形、圆弧狭缝宽度、圆弧缺口宽度和长径比等结构参数对纤维截面形貌有着重要影响,在适当熔纺条件下,只有使用结构尺寸在一定范围的喷丝板才能得到中空酚醛纤维,否则,就会得到C形和实心截面形貌的酚醛纤维。

静电纺特殊形貌纳米纤维的应用研究进展

特殊形貌的纳米纤维可以通过控制静电纺丝过程工艺及参数条件来制备。特殊形貌的纳米纤维具有比普通纳米纤维更大的比表面积和更高的孔隙率,以及掺杂各类有机/无机材料后赋予纤维的多功能性,使其应用研究已经深入能源环境、催化过滤、生物工程、食品安全等诸多领域,成为纳米材料研究的热点领域之一。但特殊形貌纳米纤维存在研究体系不完善、量产化难度高、重现性差等问题。本文通过对多种特殊形貌纳米纤维的成形机理进行阐述,介绍了特殊形貌纳米纤维独特的形貌结构与性能优势,对其在粒子透过、粒子拦截与传输等领域的应用研究进行了概述。此外,本文对特殊形貌的纳米纤维从研究制备到应用过程中面临的局限性进行了讨论,提出建立完善的特殊形貌纳米纤维研究体系,针对应用领域开发功能性特殊形貌纳米纤维膜,从环保性、稳定性角度出发,推进特殊形貌纳米纤维的产业化发展进程。

纤维状形貌TS-1分子筛的形成

采用常规水热方法制备自堆积纤维状TS-1分子筛。考察配料温度、老化时间、反应时间对TS-1分子筛形貌的影响,并用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)表征TS-1晶体纤维状结构的形成。结果表明:TS-1分子筛的形貌主要受配料温度的影响。配料温度越高,越容易快速形成大量尺寸均一的晶核,不仅使晶体快速生长,而且促进了自堆积形貌的形成。进入MFI骨架中的Ti诱导产生的晶体颗粒间羟基的脱水缩合反应发生在TS-1晶体生长初期。

溶液喷射纺纳米纤维制备技术及其应用进展

为进一步推广溶液喷射纺丝技术,并为该技术的研究提供理论与实践参考,综述了国内外溶液喷射纺丝技术的制备机制、基础研究及其纳米纤维应用等方面的研究进展。主要从机制、工艺研究等角度将溶液喷射纺丝技术与熔喷、静电纺丝技术进行对比,溶液纺丝技术具有原料适用性广、生产效率高等特点;从纤维形貌、结构控制等方面,阐述了通过溶液喷射纺丝新工艺开发加工制备具有特殊形态结构的纳米纤维。介绍了溶液喷射纺纳米纤维在医用、过滤、电极、隔膜等材料领域的应用,并对溶液喷射纺丝技术当前发展的不足及未来发展前景进行了总结与展望。

丝素/胶原蛋白共混纳米纤维的结构分析

采用桑蚕废丝制作再生丝素室温干燥膜,并以不同质量比例与水溶性胶原蛋白混合,溶解于质量分数为98%的甲酸中制得不同质量分数的纺丝液,选择一定的工艺参数进行静电纺丝。通过扫描电镜观察纳米纤维的外观形貌并计算纤维平均直径,采用红外光谱测定纳米纤维的微细结构。结果表明:纳米纤维的直径随着纺丝液质量分数和丝素与胶原蛋白共混质量比例的提高而增大;水溶性胶原蛋白与丝素之间有相互作用,纯丝素电纺纳米纤维结构以无规构象为主,含有少量β折叠,丝素/胶原蛋白共混纳米纤维β化程度提高。

PLA微纳米纤维复合过滤非织造布的制备与性能

通过液喷侧吹纺丝方法制备了聚乳酸(PLA)微纳米纤维和PLA/聚丙烯(PP)熔喷复合过滤非织造材料,探讨了液喷工艺参数对PLA微纳米纤维直径和分布的影响,并对不同制备条件下的PLA/PP复合过滤非织造布的力学性能、透气性及过滤性能进行了测试。结果表明,在PLA溶液质量分数为7%,风压为0.3 MPa,接收距离为35 cm,挤出速率分别为15,20,25 m L/h的条件下,可获得直径分别为0.98,1.02,1.12μm的PLA微纳米纤维。当液喷侧吹时间为30 min、挤出速率为20 m L/h时,PLA/PP复合过滤非织造布的透气性下降了52.48%,而过滤阻力、断裂强度和过滤效率分别提高了22.79%,94.51%和46.84%,其综合性能得到明显改善。