电纺压电聚偏二氟乙烯有序纳米纤维及其在压力传感器中的应用

针对传统静电纺丝法制备聚偏二氟乙烯（PVDF）压电纤维工艺复杂和效率低等问题,提出了采用滚筒收集方式制备PVDF有序纳米纤维的方法。通过改变滚筒转速收集纤维,得到了有序程度不同的PVDF纤维膜。用傅立叶变换红外光谱（FTIR）分析了有序纤维膜β晶相的含量,并利用NI数据采集卡在相同条件下测试了纤维膜的压电特性。结果表明：随着滚筒转速提高,纤维有序度增强,β相的含量提高,压电电压输出也明显增大,由此得知滚筒转速变化对β晶相的含量及压电输出电压的影响规律基本一致。基于得到的结果,设计制作了利用该有序PVDF纤维膜的压力传感器,并在不同气压下进行了动态响应测试。结果显示：所制备的PVDF有序纤维压力传感器在0.145-0.165 MPa下的电压输出随气压的增加呈线性增大,表现出了良好的线性度,其灵敏度达179mV/kPa。采用该种方法制备PVDF纤维对研制动态压力传感器极有意义。

静电纺压电聚偏氟乙烯纳米纤维研究

因聚偏氟乙烯(PVDF)具有优异的压电性能、化学稳定性,在柔性传感器、钠离子电池隔膜和生物医学方面具有广泛应用。但纯PVDF的β相含量没有达到理想状态,而静电纺丝技术是一种简便有效制备纳米纤维的方法,可以有效控制纤维直径、提高PVDF的β压电相性能。文章对PVDF性能与静电纺丝技术分别进行介绍,对静电纺PVDF纳米纤维工艺及其影响因素进行分析,对静电纺施加电压、接收距离与β相含量关系进行对比,对静电纺PVDF的主要应用情况进行说明。

聚偏氟乙烯纳米纤维的结构调控及其在生物医学领域应用研究进展

为促进聚偏氟乙烯(PVDF)基纳米纤维在生物医学领域的应用,首先阐述了PVDF压电效应产生的关键在于其偶极子的取向排列,进一步以PVDF纳米纤维为研究对象,分析了纳米纤维的偶极子与纤维表面极性电荷的键合作用机制;归纳总结了随机分布型、取向排列型、中空以及图案化PVDF纳米纤维的结构调控;重点讨论了石墨烯、氧化锌、钛酸钡以及碳纳米管等各种掺杂材料对静电纺PVDF复合纳米纤维薄膜压电性能的影响,并详细介绍了其在伤口敷料、药物载体以及组织工程等生物医学领域的应用。研究指出结构调控和添加剂掺杂以及2种方法的组合是提高PVDF压电性能的有效方法,有望进一步拓展PVDF基纳米复合压电材料在生物医学领域中的应用。

聚偏氟乙烯/聚砜纳米纤维滤膜的性能优化研究

以聚偏氟乙烯、聚砜为原料,利用静电纺丝法制备了聚偏氟乙烯/聚砜纳米纤维滤膜,研究铸膜液配方和制备工艺参数对复合膜的力学性能、透气性能和过滤性能的影响。结果表明,聚砜的加入,大大提高了聚偏氟乙烯纳米纤维滤膜的综合性能。当聚偏氟乙烯、聚砜、DMAC的质量分数分别为16%、4%、80%时,滤膜的综合性能最好,滤膜的平均接触角、断裂伸长率、平均孔径和气体渗透率分别为119.54°、35.25%、4.1567μm和3.59×10^(-5)m^(3)/(m^(2)·Pa·s);与聚偏氟乙烯纳米纤维滤膜相比,复合膜的平均接触角提高了5.52%,断裂伸长率提高了40.05%,平均孔径下降了33.12%,气体渗透率提高了10.26%。膜内部纤细且丰富的3D贯穿孔隙结构为化学杀菌剂的引入提供更多的载点,可进一步提高复合膜的抗菌性能。

聚偏氟乙烯纳米纤维抗菌膜的制备及其空气过滤性能研究

讨论了N,N-二甲基甲酰胺和丙酮的配比对含碘有机抗菌剂溶解性的影响,优化制备工艺得到了对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有较好抗菌性的聚偏氟乙烯纳米纤维抗菌膜。通过调节收卷装置滚动轴承的卷曲速度,获得了具有不同阻力压降和空气过滤性能的丙纶基聚偏氟乙烯纳米纤维复合材料,经测定其最优过滤效率可达99.81%。综合考虑阻力压降,最佳品质因子可达0.0112,具备过滤空气中颗粒污染物的应用潜力。

静电纺聚偏二氟乙烯纤维膜的制备及其在油水分离中的应用

选择性透过膜用于油水分离具有能耗低、装置简便、易操作、效率高的特点,其核心在于采用过滤效率高及使用寿命长的膜材.本文采用了高压静电纺丝工艺,以聚偏二氟乙烯(PVDF)为原料,制备一种超疏水、结构可调控的电纺PVDF膜(EPVDF膜).利用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱(FTIR)、粉末X-射线衍射(XRD)、X-光电子能谱(XPS)等对EPVDF膜进行了形貌成份的表征,采用水接触角(WCA)对膜材表面特性进行了测试.结果表明,电纺PVDF膜的油水分离效率可达95%以上,对三种油水混合物均可实现30次以上的有效分离,其最大油通量可达到5 300 L/(m^(2)·h).

静电纺树枝状聚偏氟乙烯纳米纤维膜的制备

通过向聚偏氟乙烯(PVDF)纺丝液中添加有机支化盐四丁基六氟磷酸铵(TBAHP),采用一步静电纺丝法制备了PVDF树枝状纳米纤维膜。探讨了TBAHP添加量、静电纺丝工艺参数及溶剂体积比对纤维树枝状形貌的影响,同时研究了TBAHP添加量对纤维膜力学性能、孔径和孔隙率的影响。结果表明,TBAHP摩尔浓度为0.05 mol/L、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)与丙酮(ACE)体积比为7:3、电压为27 kV、接收距离为12 cm时,制备的纳米纤维膜分支纤维较多,呈现形貌良好的树枝状结构,其断裂强度达4.93 MPa,远大于纯PVDF纳米纤维膜的1.82 MPa,孔径仅0.2μm,孔隙率达90%,在过滤、油水分离、电化学及膜蒸馏等领域具有很好的应用前景。

静电纺聚偏氟乙烯基纳米纤维膜的研究进展

静电纺丝工艺可用于制备连续的微纳米纤维,操作方法简单、参数可控;聚偏氟乙烯(PVDF)作为一种低表面能半结晶型聚合物,具有机械强度高、耐热性和化学稳定性好、易于静电纺丝的特点。近年来,利用静电纺丝技术制备PVDF基纳米纤维膜应用于生物医学、能量转换、电池隔膜、过滤和吸附、催化等方面的报道有很多。在简要介绍PVDF和静电纺丝原理的基础上,综述了静电纺PVDF基纳米纤维膜研究现状,并对其未来研究方向进行展望。

聚偏氟乙烯-六氟丙烯纳米纤维膜3D微/纳米串珠构建及性能

文中以聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)为成纤聚合物、SiO_(2)为无机添加剂,通过静电纺丝法与静电喷涂法制备了PVDF-HFP/(PVDF-HFP/SiO_(2))复合纳米纤维膜,并研究了SiO_(2)添加量和喷涂时间对其结构和性能的影响。结果发现,所得复合纳米纤维膜由下层PVDF-HFP纳米纤维和上层PVDF-HFP/SiO_(2)微/纳米串珠构成。当SiO_(2)质量分数为2%、喷涂时间为2 h时,所得膜的水接触角高达123°,具有优异的疏水性,呈现出优异的油水分离性能,分离通量可达9800 L/(m^(2)·h),分离效率大于99%。此外,所得膜循环使用10次后分离效率仍可达98%以上。

纳米纤维素/聚偏氟乙烯复合泡沫用于中低频高效吸声

采用颗粒浸出法结合非溶剂致相分离法制备了纳米纤维素(CNF)/聚偏氟乙烯(PVDF)复合泡沫,并探究其吸声性能。接触角测试结果显示复合泡沫具有疏水性,水接触角为128°。燃烧测试表明,UL 94阻燃等级为FH-1,且燃烧不滴落、离火自熄。制备PVDF泡沫的浸出颗粒与基体质量比为9∶1时,具有最优泡孔结构和吸声性能。CNF的填量为1.0%(wt),复合泡沫的平均吸声系数达到0.73。力学测试表明,CNF填料提高了复合泡沫的刚度和强度,且复合泡沫压缩应力均大于0.2 MPa。由于CNF与PVDF之间的界面阻尼效应,复合泡沫吸声系数曲线的第一吸收峰左移,表明复合泡沫在中低频段的吸声性能得到改善。CNF作为填料,提高了复合泡沫的吸声性能和力学性能。研究表明,CNF/PVDF复合泡沫作为吸声建筑材料具有疏水性、阻燃性、良好的力学性能和吸声性能,为其商业化应用提供了有价值的理论意义和科学意义。

纳米二氧化钛和羟甲基纤维素对聚偏氟乙烯超滤膜结构和性能的影响

利用相分离法制备了聚偏氟乙烯/纳米TiO2/羧甲基纤维素复合微滤膜,通过膜的渗透性能(渗透流量,截留率)和表征测试(电镜扫描,孔隙分析),研究纳米二氧化钛和羧甲基纤维素的添加量对膜性能的影响。结果表明:随着纳米二氧化钛粒子和羟甲基纤维素的添加量的增多,膜表现出不同的微观结构和性能;当纳米粒子的质量分数在2%、羧甲基纤维素的添加质量分数在4%时,复合膜表面均匀分布许多微细孔,表现出最优异的渗透性能。当复合膜中纳米二氧化钛粒子的质量分数超过3%、羧甲基纤维素的质量分数达6%时,复合膜中的纳米粒子出现团聚现象,孔隙率、渗透性能均下降。

适于智能变压器绝缘油净化的聚偏二氟乙烯纳米纤维研究

智能变压器作为智能电网中结构最复杂的电气设备,其事故率高、故障影响明显,对相关绝缘油净化技术提出了高要求。为此,通过改变纺丝电压和聚偏二氟乙烯(PVDF)溶液浓度来提高PVDF纳米纤维的绝缘油净化性能。使用不同浓度的PVDF/二甲基甲酰胺(DMF)溶液在不同电压下进行静电纺丝。傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)结果表明:随着PVDF浓度的增加,PVDF纳米纤维中的α相逐渐减少,β相含量增加;纺丝电压从16kV增至20 kV时,纳米纤维直径减小,分布均匀,当纺丝电压超过20 kV时纤维直径变化趋势相反。在纺丝电压为20 kV和溶液浓度为14%(质量分数)条件下制备的PVDF纳米纤维可将老化油的工频击穿电压提高52.5%,相对介电常数ε_(r)和损耗因子tanδ明显降低,接近新油水平。实验结果表明:电纺PVDF纳米纤维对老化绝缘油具有良好的净化性能,纺丝电压和溶液浓度是优化PVDF纳米纤维净化绝缘油能力的关键因素。

聚偏氟乙烯/纳米纤维素复合超滤膜的研究

以聚偏氟乙烯为原材料,聚乙烯吡咯烷酮(PVP K30)为添加剂,并向聚偏氟乙烯铸膜液中混入纳米纤维素,采用相转化工艺制备了复合超滤膜。通过正交试验分析了各因素对产品性能的影响,并得出了制备复合超滤膜的最优条件:聚偏氟乙烯质量分数为14%,添加剂PVP K30质量分数为0.5%,纳米纤维素加入量为0.7%,空气中溶剂蒸发时间为10 s,凝胶浴为水。测定复合超滤膜的水通量、截留率、平均孔径、孔隙率、力学强度等一系列性能,膜的水通量为40.7 L/(m2.h),对牛血清蛋白的截留率为91.8%,孔隙率为52.3%,平均孔径为15.3 nm。

聚偏氟乙烯电纺纳米纤维电池隔膜研究进展

通过静电纺丝技术制备的纳米纤维膜由于成膜的高空隙率、低孔径和均匀的孔径分布等优点,为高性能新型锂电池隔膜的制备提供了新的选择。而以聚偏二氟乙烯(PVDF)材料为基体制成的电纺纳米纤维膜除了上述优点外,还具有机械性能强、电解质浸润性高及收缩率小等优势,被认为是未来锂电池隔膜的重要原料之一。综述了不同种类PVDF基电纺纤维隔膜的制备方法及性能特点,分析了与商业聚烯烃隔膜的对比优势,为未来高性能隔膜研究及生产提供一定的参考。

氧化石墨烯/聚偏二氟乙烯复合纤维过滤膜的制备及其过滤性能

为得到高过滤效率、低过滤阻力的空气过滤材料,将氧化石墨烯掺入以聚偏二氟乙烯(PVDF)为基体,N,N-二甲基甲酰胺与丙酮为混合溶剂的纺丝液中,利用静电纺丝技术制备高性能氧化石墨烯/PVDF复合纤维过滤膜。研究不同聚偏二氟乙烯质量分数、氧化石墨烯质量分数、静电纺丝电压、接收距离等参数对复合纳米纤维过滤膜外观形态、过滤效率、过滤阻力的影响。结果表明:聚偏二氟乙烯质量分数为16%,氧化石墨烯质量分数为1. 0%,静电纺丝电压为29. 0 k V,接收距离为16 cm时,制备的复合纤维过滤膜形貌较好,纤维连续且均匀,过滤效率为99. 99%,过滤阻力为11. 53 Pa/μm,具有良好的过滤性能。

氮化铝/聚偏二氟乙烯纳米复合材料的制备与介电性能

采用溶剂蒸发法制备氮化铝(Al N)/聚偏二氟乙烯(PVDF)纳米复合材料。将AlN纳米粉末加入无水乙醇中,经超声分散得悬浮液;将PVDF粉末溶解于N,N-二甲基甲酰胺中,加入悬浮液,磁力搅拌,经干燥箱干燥得AlN/PVDF纳米复合膜。采用SEM、XRD、FTIR等手段表征了纳米复合材料的形貌及结构变化,另分析了介电常数与频率的相关曲线。研究结果表明,当AlN纳米粒子的填充量为10%时,尺寸小于100 nm的Al N纳米片均匀分散在PVDF基体内,二者相容性好,观察不到相界面,且AlN/PVDF纳米复合材料仍具有高的韧性。AlN/PVDF纳米复合材料的介电常数对频率的依赖性非常大,在低频下具有非常高的介电常数,其值达到55,为纯PVDF的27倍,但高频条件下AlN/PVDF纳米复合膜与PVDF膜的介电常数非常接近。

纳米二氧化硅掺杂聚偏氟乙烯高介电纳米纤维膜的制备

将50 nm粒径SiO_(2)纳米颗粒,以不同掺杂量分散在PVDF/DMF纺丝体系,采用静电纺丝技术,制备纳米纤维网。对制备的纳米纤维膜进行极化处理,采用阻抗谱分析仪和静电计,对极化后样品的介电性能进行研究。结果表明,SiO_(2)纳米颗粒的掺杂显著增强了PVDF纳米纤维膜的介电特性和极性;改性后的纳米纤维膜具有更好的驻极效果,在静置状态下,表面可产生超过1.25μC/cm^(2)的静电荷,在过滤和压电等领域具有良好的应用前景。

一种聚偏氟乙烯/二氧化钛复合纳米纤维膜的制备方法

本发明涉及一种聚偏氟乙烯／二氧化钛复合纳米纤维膜的制备方法。本发明采用的是溶胶凝胶、静电纺丝和溶胶热法相结合的制备方法。所得到的聚偏氟乙烯／二氧化钛复合纳米纤维膜具较大比表面积，光催化活性高及有可塑性强。这不但克服了二氧化钛粉末在回收过程的困难，

银纳米线改性聚偏氟乙烯静电纺膜的制备及性能研究

采用直接喷涂法和共混静电纺法制备银纳米线(AgNWs)改性聚偏氟乙烯(PVDF)静电纺膜,比较2种方法对改性PVDF静电纺膜性能的影响。结果表明:AgNWs直接喷涂于纯PVDF静电纺膜表面得到的改性PVDF静电纺膜,抑菌性能优异,水接触角较小,纤维直径及膜的透气率、孔隙率、断裂强力、断裂伸长率、过滤效率、过滤阻力等较纯PVDF静电纺膜变化不明显。与直接喷涂法相比,共混静电纺法制备的改性PVDF膜中纤维直径更细,但因AgNWs包埋在纤维内部,故抗菌性能不及直接喷涂法制备的改性PVDF静电纺膜。为获得优异的抗菌性能,可选用直接喷涂法制备AgNWs改性PVDF静电纺膜。

压电聚偏氟乙烯纳米纤维的应用进展

压电聚合物因柔性、加工容易和成本低等优点备受人们的关注,尤其是在生物医学、能源和电子信息等领域的数据储存器、纳米发电机、传感器和驱动器等器件的开发方面有十分广泛的应用。文中对聚偏氟乙烯的结晶结构、晶型调控以及应用方面进行综述,重点介绍聚偏氟乙烯压电聚合物纳米纤维材料的结构调控及在纳米器件等应用方面的最新研究进展。