熔体静电纺丝制备高通量微滤膜

为研制出低成本高效过滤微滤膜,对熔体静电纺丝制备的聚丙烯(PP)纤维过滤膜进行了探究,通过改变电压、风速及温度等参数对单、双电极熔体静电纺丝进行试验,得出熔体静电纺丝双电极电纺膜性能优于单电极电纺膜的结论。采用熔体静电纺丝双电极装置制备出平均纤维直径2μm的过滤膜,验证了采用熔体静电纺丝制备高通量过滤膜的可行性,通过对比得出熔体电纺过滤膜的纯水通量是市售孔径0.45μm PP过滤膜的5倍之多,且对大于其纤维直径的微粒的截留率高达95%以上,力学性能好,可用作预过滤膜对污水进行预处理。     

明胶超细纤维成形研究

以去离子水为溶剂,采用静电纺丝工艺制备明胶超细纤维。系统探讨了温度、浓度及电纺工艺参数对明胶电纺纤维成形的影响。结果表明：纺丝环境温度的升高有利于获得平均直径较小的纤维;随着明胶溶液质量分数从25％下降到15％,所得明胶纤维平均直径从266．5nm下降到167．7nm,其直径分布也逐渐变窄;随着静电纺丝电压升高,所得纤维直径降低;改变静电纺丝接收距离,所得的纤维直径及其分布均无太大变化。考察了纺丝液中的离子对明胶电纺纤维形貌的影响,发现随着添加的NaGl浓度的增大（0．01～0．5mol／L）,所得明胶纤维的直径呈线性增加（196～390nm）,与纯明胶电纺相比,离子的加入使所得纤维直径分布变宽。     

熔体静电纺丝的工艺条件对纺丝纤维直径的影响

主要研究纺丝温度、纺丝电压、接收距离等参数对聚丙烯(PP)熔体静电纺丝纤维直径的影响。采用了只变一个参数,其它参数固定的常规实验方法。在实验条件范围内,随着纺丝温度的升高,纤维的平均直径逐渐减小,得到PP的最佳纺丝温度240℃。在固定电压的情况下,得到最佳接收距离7cm。在固定接收距离的情况下,随着电压的增加,电场中的喷射流熔体受到的电场力逐渐增大,得出最佳纺丝电压35kV。     

内锥面喷头熔体静电纺丝工艺参数对纤维直径的影响

提出了1种批量化制备纳米纤维的熔体微分静电纺丝新装置——内锥面纺丝喷头,并研究了纺丝过程中主要的工艺参数——电场强度、熔体温度、气流速度对纤维成型过程及直径的影响。实验结果表明:随着电场强度增大,PP纤维直径减小,但电场强度过大时,内锥面喷头周向上的射流分布不均匀;随着熔体温度升高,纤维直径减小,但熔体温度过高时,不能成纤;气流辅助有助于纤维变细,且气流速度越大,纤维越细。     

静电纺丝法制备聚乙烯醇-纤维素纳米纤维膜

以废旧涤棉混纺面料为原料,采用化学法对含棉成分进行溶解回收,将得到的纤维素粉末与聚乙烯醇(PVA)、Na Cl配成纺丝液,通过静电纺丝法制备出PVA-纤维素纳米纤维膜。对所纺纤维进行电镜观察,分析静电压、纤维素与PVA质量比、纺丝液中溶质质量分数对纺丝效果的影响。结果表明:随着电压增大,纤维直径先下降后上升;随着纤维素含量的增加,纤维直径逐渐变小;随着溶液浓度的升高,纤维直径逐渐变大。     

熔融静电纺PP超细纤维的制备及其工艺研究

采用熔融静电纺丝技术制备了超细聚丙烯(PP)纤维,运用高速摄影技术记录了PP熔体在电场力作用下拉伸成丝的整个过程,并借助扫描电子显微镜(SEM)对不同纺丝工艺下制备的PP超细纤维进行表征.探讨了主要工艺参数对纤维微观形貌的影响.结果表明,在一定范围内,缩短纺丝距离、提高纺丝电压及纺丝温度,都有利于减小所纺纤维直径;提高纺丝环境温度不仅有助于减小纤维直径,同时会导致纤维的自粘结现象;用滚筒来代替平板收集纤维,纤维排列规整,且滚筒转速越高,所得纤维越细.     

电极丝静电纺制备聚酰胺纳米纤维膜

利用无针头电极丝式静电纺丝机制备聚酰胺(PA6)纳米纤维膜材料。研究了静电纺工艺条件对PA6纳米纤维膜形貌及直径的影响,探讨了纤维膜力学性能与直径的关系。结果表明,电极丝静电纺丝装置能高效制备光滑、连续、均匀的纳米纤维膜;纤维直径与纺丝液质量分数呈正比关系,质量分数在12%左右时静电纺丝效果最好;当电压为70 k V时,纤维直径最小且分布较集中;接收距离的增加改善纤维直径的均匀性;直径的减小提高膜断裂强度的同时也降低伸长率。     

高黏度聚乳酸(PLA)熔体微分离心静电纺丝

离心纺丝已成为制备超细纤维的有效途径,将离心纺丝和静电纺丝结合起来的离心静电纺丝,纺丝效率高、纤维细度低。但是目前离心静电纺丝相关的研究十分有限,且主要涉及溶液离心静电纺丝。为了解决这一问题,本文设计了一种基于熔体微分的熔体离心静电纺丝装置,选取聚乳酸（PLA）作为研究对象,探究了挤出机转速和流量的关系,得出挤出机转速在20r/min、流量为1.6089g/min时纺丝效果最佳。研究了离心盘转速、纺丝电压等因素对纤维的影响,得出增加离心盘转速可大幅细化纤维直径,离心盘转速提高1倍,纤维直径减小77.26%;纺丝电压的加入不仅可以细化纤维直径,而且可以提高纤维的结晶度。结果表明：熔体微分离心静电纺丝可以高效制备PLA超细纤维,并且通过改变实验参数可以控制纤维特征,为离心静电纺丝产业化提供实验依据。     

熔体直写电纺聚己内酯纤维有序沉积工艺

目前聚合物熔体电纺技术制备的纤维大多以杂乱无序的无纺布形式存在,限制了电纺技术在组织工程支架以及机器人等需要有序结构领域的应用。本文将熔体电纺技术与三维运动平台相结合,采用自主设计的熔体电纺可控成型实验装置,对聚己内酯（PCL）进行熔体直写静电纺丝,获得了有序纤维。研究了喷头移动速度、接收距离和纺丝电压对熔体直写电纺纤维沉积形貌的影响。结果表明,纤维直径随着喷头移速、接收距离和纺丝电压的增大而减小,其中接收距离的改变对直径的影响最为显著;接收距离的增大虽然有利于纤维的细化,但是距离过大会使纤维沉积的有序性变差;当射流下落速度与喷头移动速度相匹配时,射流才能实现有序沉积;增大接收距离和纺丝电压会引起射流鞭动,需要相应地增大喷头移动速度才能实现有序沉积。     

PVA静电纺丝工艺优化研究

以聚乙烯醇(PVA)为原料、去离子水为溶剂,通过静电纺丝制备PVA纳米纤维膜,利用正交实验探讨静电纺丝过程中纺丝液PVA浓度、纺丝距离、纺丝电压和注射速度对PVA纳米纤维膜形貌及纤维直径的影响,得出制备纤维膜的较佳工艺条件,并分析了纺丝液PVA浓度对纤维膜的力学性能和亲水性能的影响。结果表明：随着纺丝液PVA浓度的增加,PVA纤维的直径逐步变小,直径分布变窄;当纺丝液PVA质量分数为7%、纺丝电压为14 kV、纺丝距离为14 cm、注射速度为0.5 mL/h时,纤维膜的纤维直径最小,为203 nm;正交实验中PVA浓度、纺丝电压、纺丝距离、注射速度4个因素的极差值分别为87.00,49.67,18.33,11.67;纺丝液PVA质量分数从5%增加到7%,纤维膜的断裂强度从2.21 MPa提高至2.81 MPa,断裂伸长率从31.63%提高至56.39%,水接触角从37.7°提高至48.7°。     

静电纺聚乳酸纳米纤维的制备及其孔结构调控

为了调控聚乳酸(PLA)纳米纤维的孔结构,采用静电纺丝技术,以PLA母粒为原料,三氯甲烷(CF)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)按一定比例混合的溶液为溶剂,制备了平均直径在1.37μm的PLA纳米纤维,并对其结构进行表征。结果表明,PLA纳米纤维的平均直径随着纺丝液中CF含量、聚合物浓度、环境湿度的增加而增大;随纺丝电压和灌注速度的增大而呈减小的趋势。同时,环境湿度对纤维表面孔结构有显著影响。随着湿度的增加,纤维表面孔的分布密度增加,且形状由圆形转变为椭圆形。此外,与表面光滑的PLA纳米纤维(2.4 m²/g)相比,所制备的PLA多孔纤维的比表面积提升了10倍(24.0 m²/g)。     

工艺条件对PBAT/PLA原位成纤共混体系结构与性能的影响

将质量比为80/20的PBAT/PLA共混物在单螺杆挤出流延成型机中通过调控工艺条件（口模温度、拉伸速度）直接熔融共混制备PBAT/PLA原位成纤共混薄膜。结果表明,在较低口模温度时,随着拉伸速度的提高,PLA微纤细化程度加大,结晶度先提高后降低,纵向拉伸强度先增加后减小,力学性能各向异性明显。在口模温度为150℃、拉伸速度为5.0 m/min时,共混体系中PLA成纤效果最明显;PBAT和PLA的结晶度最高分别为4.8%和23.7%;纵向拉伸强度达到29.8 MPa,比纯PBAT提高了41%。     

The effects of processing parameters on the morphology of PLA/PEG melt electrospun fibers

Electrospinning of a polymer melt is an ideal technique to produce highly porous nanofibrous or microfibrous scaffolds appropriate for biomedical applications. In recent decades, melt electrospinning has been known as an eco‐friendly procedure as it eliminates the cytotoxic effects of the solvents used in solution electrospinning. In this work, the effects of spinning conditions such as temperature, applied voltage, nozzle to collector distance and collector type as well as polyethylene glycol (PEG) concentration on the diameter of melt electrospun polylactic acid (PLA)/PEG fibers were studied. The thermal stability of PLA/PEG blends was monitored through TGA and rheometry. Morphological investigations were carried out via optical and scanning electron microscopy. Based on the results, blends were almost stable over the temperature range of melt electrospinning (170 ? 230 °C) and a short spinning time of 5 min. To obtain non‐woven meshes with uniform fiber morphologies, experimental parameters were optimized using ANOVA. While increasing the temperature, applied voltage and PEG content resulted in thinner fibers, PEG concentration was the most influential factor on the fiber diameter. In addition, a nozzle to collector distance of 10 cm was found to be the most suitable for preparing uniform non‐woven PLA/PEG meshes. At higher PEG concentrations, alterations in the collector distance did not affect the uniformity of fibers, although at lower distances vigorous bending instabilities due to polarity augmentation and viscosity reduction resulted in curly fibrous meshes. Finally, the finest and submicron scale fibers were obtained through melt electrospinning of PLA/PEG (70/30) blend collected on a metallic frame. © 2017 Society of Chemical Industry     

熔体静电纺丝中电极结构对电场和纤维的影响

采用Ansys数值模拟方法,建立了电场分析的有限元模型,研究了电极结构不同时的电场分布及其对纤维直径的影响,以及电压大小对纤维直径的影响。并进行了实验对照分析,发现电极结构包括圆板电极和圆环电极影响熔体静电纺丝的电场分布,但场强最大都出现在喷嘴处,并随接收距离的增大成不同趋势减小,但中空电极能集聚电场,稳定场强,获得更细的纤维。     

Orthogonal design study on factors effecting on fibers diameter of melt electrospinning

Melt electrospinning is a much more simple and safe method to produce ultra fine fibers than solution electrospinning. The diameters of melt electrospinning fibers are thicker. To find the factors that affect the fibers diameter in melt electrospinning, orthogonal design was used to examine melt temperature, spinning voltage, spinning distance, and melt flow rate (MFR) of polymer. Results showed that MFR at present three levels has the most important impact both on the average diameters and standard deviations of fiber diameters. The scanning electron microscopy pictures show that all the fibers have smooth surface, which means the melt electrospinning fibers have good mechanical properties. POLYM. ENG. SCI., 50:2074–2078, 2010. © 2010 Society of Plastics Engineers     

多孔功能性PLA/纳米氧化铈复合纤维的制备及性能

利用静电纺丝法制备了不同CeO2含量的PLA/CeO2复合纤维,并系统的研究了CeO2含量对PLA/CeO2静电纺丝液性质的影响,电压和CeO2含量对于复合纤维直径的影响及CeO2含量对PLA/CeO2复合纤维膜细胞增殖的影响。结果表明,随着CeO2用量的增加,静电纺丝液的表面张力逐渐下降,电导率逐渐提高;PLA静电纺丝纤维的直径随纺丝电压的升高先减小后增加,且电压较高时,纤维直径分布逐渐变宽;CeO2能够有效降低纤维的直径,但用量过多时会导致纤维直径增加,分布变宽;CeO2能够显著地促进PLA结晶,并且从多重熔融峰转变为单重熔融峰;PLA/CeO2复合薄膜具有良好的生物相容性,随CeO2含量的增加,对细胞增殖的促进作用更加明显。     

可生物降解PBAT/PLA/生物质垃圾袋的制备和表征

将聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）和聚乳酸（PLA）进行共混,然后添加竹粉、木质素和秸秆粉,利用混合熔融造粒、挤出吹膜工艺制备了PBAT/PLA/生物质粉（BP）（质量比74.26/4.95/19.80）复合垃圾袋,并采用扫描电子显微（SEM）、红外光谱仪（FTIR）、X射线衍射测试（XRD）、热重分析仪（TG）及差示扫描量热仪（DSC）等对垃圾袋的微观形貌、组成、耐热性能、拉伸性能及抗漏性能进行了测试和表征,对其实用性进行了评估。结果表明,3种BP在PBAT/PLA基体中分散性较好,对薄膜结构和热性能几乎没有影响;添加竹粉和木质素材料的垃圾袋相比于添加秸秆粉的垃圾袋有明显的强度优势,强度提高了40 %以上。本研究对于降低PBAT/PLA垃圾袋的生产成本、促进生物降解材料的产业化应用具有重要借鉴意义。