静电纺丝纤维力学性能提升方法及应用研究进展

静电纺丝技术是制备一维材料最有效的方法之一,其操作简便且成本低廉。可制备具有多种成分、结构和性能的纳米纤维。但由于纤维内部组分取向性差、界面相互作用弱以及纤维之间接触微弱等因素导致静电纺丝纳米纤维力学性能普遍较弱,限制了其在很多领域的应用。近年来,研究工作者主要从增强单根纤维或纤维集的力学性能出发,发展了如纳米填充、交叉点焊接等有效提升纤维力学性能的方法。首先概述了静电纺丝纤维力学性能提升方法,并对强韧化机理、提升效果进行综述和总结。随后通过代表性的例子讨论了电纺纳米纤维的典型应用,包括分离过滤、电化学储能以及生物医学。最后对影响微纳米纤维膜力学性能的因素以及进一步提升力学性能的方法等方面进行分析和展望。

柔性TiO_(2)/丝蛋白/聚乙烯醇纳米纤维的制备与表征

采用静电纺丝技术制备丝蛋白/聚乙烯醇(SF/PVA)模板纤维,结合水热矿化将TiO_(2)包覆于纤维表面,得到TiO_(2)/SF/PVA复合纤维,通过带能谱仪的扫描电子显微镜(SEM-EDS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)以及X射线衍射仪(XRD)对其形貌和形成过程进行了表征分析,确定了复合纤维中丝蛋白及TiO_(2)的结构分别为β-折叠结构和锐钛矿晶体结构,随后利用万能试验机测定其力学性能,结果显示其具有良好的机械性能,拉伸强度可达6MPa、杨氏模量可达221MPa、断裂伸长率为2.1%。该方法简单、环保,并可推广应用于其他材料体系,为柔性结构材料的制备及应用提供了一条有效途径。