静电纺丝复合反渗透膜的改性制备与脱盐性能

利用静电纺丝技术在无纺布上制备PET纳米纤维膜,并用交联壳聚糖对其进行改性得到壳聚糖改性纳米纤维复合膜.以间苯二胺(MPD)和均苯三甲酰氯(TMC)为单体,采用界面聚合法在壳聚糖改性纳米纤维复合膜的表面制备聚酰胺分离层,得到新型静电纺丝纳米纤维基复合反渗透膜.新型复合反渗透膜具有典型的聚酰胺复合反渗透膜的表面脊-谷结构.从膜的表面形貌、亲水性、分离性能等3个方面对水相MPD溶液中阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的含量对膜结构和性能的影响进行了系统研究.结果表明,SDBS的含量对膜形态结构的均匀性和亲水性有一定影响,且随着SDBS含量的增加,膜的脱盐率先增大后减小,而通量小幅度上升后,先减小后增大,呈现规律性变化.

静电纺丝复合反渗透膜的改性制备与脱盐性能分析

利用静电纺丝复合反渗透膜在无纺布制备上进行应用,同时根据交联壳聚糖性能对静电纺丝复合反渗透膜在脱盐性能上进行应用,形成纳米纤维复合膜。同时利用间苯二胺和均苯三甲酰胺作为静电纺丝复合反渗透膜的复合单体。根据界面聚合法在纳米纤维复合膜上进行反渗透的实验,聚酰胺表面结构在形态、亲水性、分离效果上都会对溶液中的阴离子活性进行影响。同时十二烷基苯磺酸钠的含量会对静电纺丝复合反渗透膜结构和性能都将产生影响。静电纺丝复合反渗透膜在结构均匀性和亲水效果上会随着十二烷基苯磺酸钠的增加使脱盐率也会发生先大后小的变化。本文对静电纺丝复合反渗透膜的改性制备与脱盐性能进行分析。

静电纺丝技术制备ETPE基多元含能复合纤维

为了探索ETPE基多元含能复合纤维的静电纺丝制备工艺,以聚叠氮缩水甘油醚基热塑性弹性体(GAP-ETPE)为聚合物黏合剂,CL-20、纳米铝粉(n-Al)作为高能组分,采用静电纺丝技术制备了GAP-ETPE基超细含能复合纤维,并对溶剂、前驱液质量分数、固相组分配比等关键工艺参数进行了优化;采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对产物形貌进行了表征,采用DSC法分析了复合纤维的热分解性能;测试了复合纤维的机械感度。结果表明,GAP-ETPE基含能复合纤维静电纺丝制备最佳溶剂为丙酮,产物成丝均匀、表面光滑;在GAP-ETPE/CL-20质量比为3∶7、前驱液质量分数为50%时,二元超细含能复合纤维(CL_(x)-ETPE_(y)-Z)的成丝效果最优,平均直径约为2480nm;在铝粉质量分数为10%、前驱液质量分数为50%时,三元超细含能复合纤维(CL-Al_(m)-ETPE-Z)的成丝效果最优,平均直径约为930nm;相比于CL-20,CL_(7)-ETPE_(3)-50含能复合纤维热分解峰值温度提前了29℃,加入n-Al之后热分解峰值温度提前了32℃,且优于物理共混物(PM);与CL-20的感度(P=100%、H_(50)=17cm)相比,GAP-ETPE/CL-20和GAP-ETPE/CL-20/Al含能复合纤维的摩擦感度(32%和48%)和撞击感度(29cm和43cm)均大幅降低,且低于同配方的物理共混物。

用静电纺丝技术制备纳米片取向结构复合电介质材料

金属化薄膜电容器因其具有超高功率密度而在新能源行业领域受到广泛关注。为了提升薄膜电容器的储能密度,将高绝缘氮化硼纳米片(BNNS)引入到聚偏氟乙烯(PVDF)基聚合物中以制备电容器用高储能复合电介质材料,并利用静电纺丝技术实现BNNS均匀取向的分布。结果表明,均匀取向分布的高绝缘纳米片可以抑制载流子迁移并提升复合材料的击穿场强。结合相场模拟分析可知,均匀取向分布的BNNS结构能调控外电场分布且更有效地阻滞复合材料被击穿,最终在396 MV/m的电场强度下实现高达10.5 J/cm^(3)的储能密度。

酪蛋白胶束/聚乳酸静电纺丝复合纤维膜性质及其对黄芩苷的负载性能研究

黄芩苷是一种黄酮类化合物,具有抗炎、抑菌、抗病毒等多种药理作用,但其水溶性差,生物利用度低。为了改善黄芩苷的水溶性,该文利用静电纺丝技术制备负载黄芩苷的酪蛋白胶束/聚乳酸复合纤维膜,研究了其微观结构、疏水性、溶解特性和体外释放性等。结果显示,黄芩苷的添加对纤维微观结构影响不大。随着酪蛋白胶束添加比例的增加,纤维直径减小,成纤性能下降,当其与聚乳酸质量比达到2∶1时,纤维直径最小,成纤能力较好。红外光谱和X射线衍射结果分析表明,黄芩苷被包封在纤维内部。酪蛋白胶束改善了聚乳酸纤维膜的溶胀性和降解率。随着酪蛋白胶束添加量的增加,纤维膜亲水性增强,降解率增大,溶胀率减小,溶胀时间缩短。体外释放结果表明,酪蛋白胶束-聚乳酸纤维膜对黄芩苷有良好的控释效果。研究结果可为黄芩苷的负载提供参考依据。

静电纺丝复合纳米纤维在生物医药的应用研究进展

静电纺丝技术因操作简便,被广泛用于纳米纤维的制备。由于静电纺丝纳米纤维具有较高的比表面积、与机体有良好的生物相容性,对人体安全无毒,可以与一些药物、酶和生长因子形成具有特殊功能的复合材料。静电纺丝纳米纤维被广泛用做伤口敷料,加速伤口愈合防止感染;药物载体促进人体对药物的吸收,提高人体对药物的利用率;组织工程有利于骨细胞的生长、缺损组织再生。本研究为纳米复合材料在生物医药方面的应用提供参考。

静电纺丝PPESK纤维毡层间增韧碳纤维/环氧树脂复合材料

随着航空航天产业的蓬勃发展,我国对高性能碳纤维复合材料的需求日益增长。杂萘联苯聚醚砜酮[Poly(Phthalazine Ether Sulfone Ketone),PPESK]得益于良好的环氧相容性、可加工性和机械性能,具有在碳纤维/环氧树脂复合材料层间增韧方面的良好应用前景。本研究借助静电纺丝技术,实现了PPESK超细纤维毡的稳定制备,并通过层间铺贴、热压,实现了PPESK与T800级碳纤维/高温环氧树脂预浸料的复合。在预浸料层间添加17 g/m2 PPESK超细纤维毡,其复合材料冲击后压缩强度可达391 MPa,表明PPESK对T800级碳纤维复合材料的层间增韧效果较明显。静电纺丝PPESK纤维在碳纤维复合材料增韧领域具有巨大应用潜力。

静电纺丝增韧碳纤维复合材料研究进展

碳纤维复合材料因性能优异而被广泛应用于许多尖端领域,以碳纤维增强树脂基复合材料为主要代表。然而,树脂基体自身的脆性,以及复合材料较差的层间断裂抗性仍然是阻碍碳纤维复合材料发展的瓶颈。静电纺丝是一种高效且灵活的纳米纤维制备方法,所制备的纳米纤维具有高孔隙率、低密度、高比表面积等优点,可以通过改善碳纤维表面、增强树脂基体以及两者之间的界面黏结作用,实现多种机理的层间增韧。本文从树脂基体切入,分为层间颗粒增韧、层间纤维膜增韧及复合纳米增韧三部分讨论了近三年的研究成果,并指出了层间增韧领域未来的研究方向。

静电纺丝制备MWCNT_(s)/PVA定向导热复合纤维膜

将浓HNO_(3)和浓H_(2)SO_(4)酸化处理后的多壁碳纳米管(MWCNT_(s))加入聚乙烯醇(PVA)纺丝液中,通过静电纺丝法制备了不同MWCNT_(s)含量的MWCNT_(s)/PVA复合纤维膜。FT-IR分析表明,酸化后的MWCNT_(s)表面含有大量羟基和羧基。TEM分析表明,MWCNT_(s)在PVA内部呈定向线性排列。有效导热通道的形成,使得MWCNT_(s)/PVA复合纤维膜的水平导热系数显著增大,5%MWCNT_(s)/PVA的水平导热系数为1.32W/(m·K),为纯PVA纤维膜导热系数的6.6倍。同时,MWCNT_(s)的添加提高了复合纤维膜的热稳定性,5%MWCNT_(s)/PVA的热分解温度达到295.7℃,比纯PVA纤维膜提高了14.4℃。利用红外热像仪探测了MWCNT_(s)/PVA复合纤维膜应用于LED灯的散热效果,5%MWCNT_(s)/PVA纤维膜能有效降低LED灯珠的附近温度约11℃。

静电纺丝CNTs/MXene/PVP复合纤维膜的制备及电容压力传感器性能检测

本文主要利用静电纺丝法制备CNTs/MXene/PVP复合纤维膜作为电容压力传感器介电层,扫描电子显微镜对二维材料MXene进行形貌表征。通过一系列传感器性能研究,结果得出使用静电纺丝制备出的纤维膜比表面积大、力学性能好,灵敏度可达到0.53323 kPa−1、宽检测范围(0~10 kPa)、快速响应时间(响应时间150 ms、恢复时间200 ms)、低迟滞性(滞后误差8.8%)。说明该电容压力传感器未来在人机交互、医疗监测具有良好的发展潜力。

明胶基静电纺丝复合纤维材料的研究进展

明胶是一种来源广泛且价格低廉的天然高分子物质,动物皮、骨及筋腱等生物来源和制革过程中产生的废革屑是其重要来源。明胶具有良好的生物相容性和可生物降解性,已被广泛应用于柔性电子、医药等工业领域。静电纺丝法是制备微纳米级纤维的常用方法,因其操作简便、成本低廉、条件温和等优势已成为制备微纳米级纤维材料的主要途径之一。静电纺丝法制备的明胶纤维具有大比表面积和长径比,纤维膜的孔隙率和力学强度可调,与其他物质复合纺丝后可获得传感、抗菌、自修复、过滤等性能,极大地拓宽了其应用前景。该文综述了静电纺丝技术的发展现状、以明胶为原料制备复合纤维材料的工艺参数和复合方法及影响因素,介绍了明胶基静电纺丝材料在众多领域中的应用现状;最后,展望了明胶基静电纺丝材料的发展趋势及应用前景。

静电纺聚酰胺6/聚苯乙烯复合纳米纤维膜制备及其空气过滤性能

针对空气过滤纤维材料的过滤效率、阻力和使用寿命难以平衡的问题,采用多喷头静电纺丝技术,制备了不同直径、形貌纤维及不同纤维沉积顺序的聚酰胺6/聚苯乙烯(PA6/PS)复合纳米纤维膜,测试了复合膜的平均孔径及孔隙率,建立了纤维结构与过滤效率及阻力的构效关系;结合扫描电镜表征探讨了不同形貌、直径纤维的叠加次序对过滤寿命及细颗粒物沉积行为的影响,系统研究了过滤风速、细颗粒物尺寸对过滤性能的影响。结果表明:在5.33 cm/s的风速下,以多喷头静电纺丝方式制备的PA6/PS复合膜具有更好的抵抗风速变化的能力,在长期使用中阻力增加较缓慢,其具有93.13%的过滤效率,30.67 Pa的过滤阻力和0.0889 Pa-1的品质因子,综合过滤性能优于同等条件下H10等级(过滤效率>90%)的商业玻璃纤维过滤膜。

聚己内酯静电纺丝纳米纤维基复合材料在口腔医学中的应用研究进展

静电纺丝可制备出模拟细胞外基质的生物支架材料,以聚己内酯(poly-caprolactone,PCL)作为静电纺丝原料可获得良好的生物相容性,而将PCL电纺纳米纤维与无机材料组合,可以改善支架材料亲水性和机械性能,调控降解性能,增强生物矿化能力,具有良好的应用前景。文章对PCL静电纺丝纳米纤维基复合材料在口腔医学中的应用进行综述。

静电纺丝纳米纤维及其复合材料在环境治理领域的应用进展

由静电纺丝法制备的纳米纤维具有多种优异性能,被广泛应用于环境治理领域。介绍了静电纺丝的工作原理、装置结构以及电纺丝纤维的优良特性,重点综述了以电纺丝纤维为载体与金属光催化剂TiO_(2)、ZnO、Cu_(2)O、MoS_(2)等和非金属光催化剂石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))等复合材料体系,论述了其在光催化氧化中的应用进展;及电纺丝纤维在过滤、吸附和其他环境治理领域(传感器、降噪、个体防护)的应用;并对其未来发展方向进行了展望。

基于静电纺PAN/PMIA共混纳米纤维复合空气过滤纸的制备及性能研究

以空气过滤原纸为基材,高可纺性的聚丙烯腈(PAN)和高性能间位芳纶短切纤维(PMIA)为原料,利用静电纺丝技术,制备PAN/PMIA共混纳米纤维复合空气过滤纸。通过调整2种特种纤维的质量比,制备具有良好过滤性能和较好耐高温性能的复合空气过滤纸。结果表明,PAN与PMIA质量比为3∶7的PAN/PMIA共混纳米纤维复合空气过滤纸的过滤效率为99.995%,初始阻力为79.01 Pa,容尘量为175 g/m^(2)。经一系列热处理后,复合空气过滤纸的过滤效率可保持在99.960%以上。

静电纺丝聚砜支撑层制备正渗透复合膜

采用静电纺丝法制备了聚砜(PSf)纳米纤维作为正渗透复合膜的支撑层,在此基础上通过界面聚合反应制备了正渗透膜。考察了纺丝液自身性质,PSf含量以及溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)与N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)比例对PSf支撑层微观结构及其性能影响。结果表明,纺丝液的PSf质量分数为20%,NMP/DMF体积比为3/7时得到的纺丝纤维均匀无瑕疵,平均纤维直径为396 nm,平均孔径为1.34μm,孔隙率为75.77%。经界面聚合反应在PSf支撑层表面形成聚酰胺活性层,经测试其水通量为42.17 L/(m^2·h),比3种商品膜水通量提高了3倍以上。

华通胶修饰的聚己内酯静电纺丝人工血管支架的构建及性能分析

目的构建华通胶(WJ)修饰的聚己内酯(PCL)静电纺丝人工血管支架,并分析其性能。方法采用胰蛋白酶法对WJ组织进行脱细胞处理,通过组织学染色和生化成分定量分析WJ组织的脱细胞效率,以及脱细胞前后WJ组织生化成分的差异。通过酶联免疫吸附试验(ELISA)法检测脱细胞前后WJ组织生物活性因子的水平差异。将经过处理的WJ与PCL混合制备纺丝液,并采用静电纺丝技术制备管状的WJ/PCL静电纺丝人工血管支架,分析其纳米纤维结构、纤维直径分布、生物力学性能及血液相容性。结果通过胰蛋白酶法脱细胞处理可有效去除WJ基质的细胞核成分,保留了WJ基质的大部分生化成分[包括糖胺聚糖(GAG)、蛋白质、纤维、透明质酸和羟脯氨酸]以及生物活性因子[包括血管内皮生长因子(VEGF)、血小板源性生长因子(PDGF)、转化生长因子-β1(TGF-β1)和成纤维细胞生长因子-2(FGF-2)]。经静电纺丝技术制备的WJ/PCL静电纺丝人工血管支架呈现典型的纳米纤维结构,且经傅立叶红外光谱(FTIR)验证,其同时含有WJ和PCL的特征峰。WJ/PCL静电纺丝人工血管支架表现出良好的生物力学特性和血液相容性,可有效抑制血小板黏附。结论WJ是一种理想的天然材料,可用于与PCL等合成材料复合,制备具有理想生物特性的静电纺丝人工血管支架。

基于熔体静电纺丝技术制备一种金属-有机骨架复合材料的方法

高性能金属-有机骨架(MOFs)复合材料是目前研究热点。文中首次采用熔体静电纺丝法制备了低密度聚乙烯(LDPE)纤维作为沉积MOFs晶体的衬底,并采用溶剂热合成法原位制备了负载锆基金属-有机骨架材料(UiO-66)的LDPE纤维复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱分析(FT-IR)和热重分析(TG),对UiO-66@PE纤维复合材料的表面形貌和结构进行了表征。结果表明,UiO-66@PE复合纤维材料最佳制备温度是100℃,它是由UiO-66包裹的纤维态复合材料,且晶体较均匀负载于LDPE纤维表面,UiO-66晶体直径为190~900 nm;FT-IR分析表明UiO-66晶体与LDPE纤维之间没有化学作用;TG分析结果表明,相比基材LDPE,UiO-66@PE复合材料的热分解温度有所提高,能够达到425℃。

静电纺丝PANI基纳米纤维制备及其应用研究

总结了静电纺丝PANI基纳米纤维在不同领域的研究现状。介绍了PANI基纳米纤维在传感器、智能可穿戴、超级电容器、生物医用、吸附、油水分离以及有机物降解领域的应用进展,分析了静电纺丝PANI基纳米纤维的性能及其制备过程中存在的问题,结果表明通过静电纺丝技术将PANI制成纳米纤维有助于提高PANI材料的性能。与传统PANI材料相比,PANI纳米纤维具有比表面积大、表面自由能及活性高、易于同其他原子结合等优势。未来可以通过化学修饰、共混纺丝、后处理等方法将PANI与其他材料有效结合扩展其应用范围。

静电纺丝碳纳米管基复合材料在传感器中的应用研究进展

碳纳米管(CNTs)是一种具有特殊结构的一维量子材料,由于其优异的电学、热学、化学和力学性能,以及在储能和能量转换装置、传感器、储氢介质等许多领域的潜在应用,吸引了各界的广泛关注。本文综述了近年来国内外通过静电纺丝技术制备碳纳米管基复合材料传感器的研究现状,主要介绍了生物传感器、柔性应变/压力传感器、电化学传感器、湿度传感器、气体化学传感器的研究进展,并对其未来的发展前景进行了展望。