静电纺丝制备竹纤维素/PAN超细纤维及应用

利用氯化锂/N,N-二甲基乙酰胺(LiCl/DMAc)溶剂体系先后溶解竹纤维素和聚丙烯腈(PAN),配成纺丝液,采用静电纺丝技术成功制备出直径为130 nm~450 nm的竹纤维素/PAN超细纤维。通过研究竹纤维素/PAN超细纤维平均直径与纺丝参数关系发现,该超细纤维的平均直径随着竹纤维素浓度的增大而增大,随纺丝电压的增大而减小,随纺丝距离的增大而减小,且最佳纺丝参数是竹纤维素质量分数为0.8%,纺丝电压为16 kV,接收距离为14 cm。采用该复合纤维制成夹心净化材料并做过滤测试发现,其过滤效率随着夹心层中超细纤维的膜密度和浊液的起始浊度值增加而增大,最大过滤效率可达99.5%。     

静电纺工艺参数对含银PA6纳米纤维直径的影响

为了研究静电纺工艺参数对含银PA6纳米纤维直径分布的影响,采用静电纺丝技术,在不同含银量、纺丝液质量分数、纺丝电压、接收距离(C-SD)、喷嘴直径条件下制备出含银PA6纳米纤维膜.利用扫描电镜(SEM)及相关软件分析纳米纤维直径分布及形态,在银溶胶质量分数0.2%～0.4%、纺丝液质量分数10%～16%、纺丝电压12～21kV、接收距离9～18cm、喷嘴直径0.5～1.2mm的实验范围内,纳米纤维的平均直径为70～90nm;纳米纤维直径随银溶胶质量分数的增加而减小,随纺丝液质量分数的增加而增大,随喷嘴直径的增大而增大;电压和接收距离对纳米纤维直径的影响较小.     

溶液静电纺丝制备热塑性聚酰亚胺超细纤维无纺布

为实现热塑性聚酰亚胺(LPI)无纺布的宏量制备奠定基础,以N-N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,采用静电纺丝技术成功制备了平均直径范围为0.36~1.47μm的LPI超细纤维,系统探讨了纺丝液浓度、流速以及纺丝电压等工艺条件对LPI纤维形貌和直径的影响。结果表明:随着浓度从22%(质量分数,下同)增加到30%,LPI纤维的平均直径显著增大,同时直径分布逐渐变宽,并且在纺丝溶液浓度较低时,有纺锤状纤维存在,随着溶液浓度上升,纺锤状纤维消失,随浓度继续上升,纤维开始产生粘连。纺丝电压的改变对纤维的形貌和平均直径变化不显著;随着流速增加,纤维平均直径随之增大,当流速大于1.5mL/h时,开始出现纤维粘连,大于1.8mL/h时,出现纺锤状纤维。通过优化工艺条件,在LPI浓度28%,电压15kV,流速1.2mL/h,温度30℃,接收距离25cm条件下,制备了平均直径为1.18μm的纤维。     

EVOH超细无纺布电纺丝工艺及无纺布显微结构的表征

采用高压静电纺丝法,制备了EVOH超细无纺布,通过SEM分析,研究了纺丝电压Vs、孔板距离C-SD、纺丝液中EVOH的质量分数WE、纺丝液流量Q等因素对无纺布的纤维直径以及微孔孔径分布的影响,并对无纺布的微观结构进行了表征.结果表明:当Vs达到10～40 kV,C-SD为20～30 cm时,WE在6%～15%,可以通过高压静电纺丝技术纺制出直径约为0.8～0.5 μm的超细纤维;纤维的直径主要受WE和Vs的影响,WE增大纤维直径增大,Vs增大纤维直径减小;无纺布孔径受极板形式的影响较大,且随Vs的增大变小.     

有序PEO/PHB核壳超细纤维的制备及性能

以聚氧乙烯(PEO)/氯仿溶剂为核层纺丝液,聚β-羟基丁酸酯(PHB)/氯仿溶剂为壳层纺丝液,通过同轴静电纺丝技术和高速旋转接收辊制备了有序排列的PEO/PHB核壳超细纤维.采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、X射线衍射仪(XRD)和动态热机械分析仪(DMA)对制备的PEO/PHB核壳超细纤维膜的表面形貌、核壳结构、热性能、结晶性能和力学性能进行表征.结果表明:实验制备的PEO/PHB纤维具有显著的核壳结构,纤维排列有序,纤维平均直径为0.57～1.27μm;PEO/PHB核壳超细纤维晶体结构中含有组分PHB的α型晶体和组分PEO的单斜晶体;增加纺丝电压,纤维直径减小,结晶度先增大后减小;增加推注速度,纤维直径增大,结晶度先增大后减小;增加收集距离,纤维直径先减小后增大,结晶度先增加后减小.改变单一纺丝条件,在纺丝电压18 kV或推注速度0.07 mm/min或收集距离8 cm的条件下所制备的纤维膜均具有较高的力学性能;与纯PHB纤维和纯PEO纤维比较,有序排列PEO/PHB核壳超细纤维中各组分热学稳定性均有所提高.     

PP/CHA熔喷非织造布制备工艺及其性能研究

介绍了PP/CHA熔喷非织造布的加工研制过程.通过对所制PP/CHA熔喷非织造布进行纤维细度、力学性能、透气性能、过滤效率和亲水性能测试,分析热空气温度和压力、接收距离等熔喷工艺参数对产品性能的影响.结果表明:纤维直径随热空气温度增加,先减小后增大;随热空气压力增大而减小.强度随热空气压力增大而增大,随接收距离增大而减小.透气率随热空气温度升高而增大,过滤效率随热空气压力增大而增大,吸液率随接收距离增大而增大.     

熔融静电纺聚对苯二甲酸乙二酯超细纤维的制备及工艺优化

采用熔融静电纺丝法制备了聚对苯二甲酸乙二酯(PET)超细纤维膜,应用正交试验分析了纺丝主要工艺参数对熔融电纺PET超细纤维直径的影响。实验表明,在本实验装置条件下可实现熔融电纺工艺的有效调控,纤维直径随着纺丝电压的升高呈现下降的趋势;纤维随接收距离的增加和熔体温度的上升均表现为先变细后变粗;喂料气压的增加会增大纤维直径;提高纺丝环境温度至聚合物的玻璃化转变温度,纤维平均直径明显下降。在最佳纺丝工艺条件下(纺丝电压27 kV,接收距离7 cm,熔体温度255℃,环境温度70℃,依靠聚合物自重喂给)制备的PET超细纤维均直径小于1μm。     

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。     

聚对苯二甲酸乙二醇酯纳米纤维膜/涤纶针刺毡过滤复合材料的制备及性能

利用静电纺丝技术制备了不同纺丝时间的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）纳米纤维膜,将PET纳米纤维膜、热熔型胶膜及涤纶针刺毡通过热处理复合,制备了三明治结构的PET纳米纤维膜/涤纶针刺毡过滤复合材料,利用SEM分析了PET纳米纤维膜形貌,通过TGA确定了PET纳米纤维膜的热处理条件,对不同纺丝时间的PET纳米纤维膜/涤纶针刺毡过滤复合材料透气性能、过滤性能进行了研究。结果表明:纺丝液浓度为18%,纺丝电压为15 kV,接收距离为21 cm,环境温度为13℃,环境湿度为20%条件下得到的PET纳米纤维膜纤维平均直径为514.95 nm;PET纳米纤维膜与涤纶针刺毡的复合温度为115℃;随纺丝时间的增加,PET纳米纤维膜的密度增加,PET纳米纤维膜/涤纶针刺毡过滤复合材料对颗粒物的过滤效率增大,透气性下降,当密度为3.86 g/m2时,PET纳米纤维膜/涤纶针刺毡过滤复合材料的过滤性能最优,其品质因子Q_F明显优于常规涤纶针刺毡,对1 μm以下颗粒物的过滤效率均高于93%,效率提高了58%以上,表现出优异的过滤性能。      

静电纺多孔/无孔二醋纤复合膜的制备及过滤性能研究

采用静电纺丝技术,借助高挥发溶剂的制孔性,制备了多孔超细二醋酸纤维。通过调控纺丝过程中多孔超细二醋酸纤维和无孔纳米二醋酸纤维的比例,制备了不同交叉结构的多孔超细/无孔纳米二醋纤复合膜。通过扫描电镜观察纤维膜的形貌,利用电导率仪测试纺丝液电导率,运用黏度计测试纺丝液的黏度,利用多孔材料孔径分析仪测试复合膜的孔径分布,通过滤料综合性能测试台测试不同空气流量下复合膜的过滤性能。结果表明:随着无孔纳米纤维在复合膜中比例的增加,复合膜的孔径分布范围变窄,孔径减小,堆积密度增加;过滤效率和过滤阻力都呈增大的趋势;当纺丝过程中,多孔超细纤维与无孔纳米纤维纺丝针管数目比例为1∶2时,所制备的复合膜具有最好的品质因数,在空气流量为80L/min时,其过滤阻力仅为280Pa,过滤效率可达99.472%。     

静电纺PAN/PVP亲水纳米纤维膜的制备及其空气过滤性能研究

相较于传统纤维材料，纳米纤维膜因其高比表面积和超细孔隙率更适合用作空气过滤材料，此外传统的聚丙烯(PP)过滤材料亲水性差，水汽易聚集从而降低其过滤性能；针对传统空气过滤材料亲水性差的问题，基于静电纺丝的方法，以聚丙烯腈(PAN)和强亲水性的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为纺丝原料，制备了PAN/PVP纳米纤维膜，探讨了亲水材料PVP对其纳米纤维膜亲水和过滤性能的影响。采用傅里叶红外光谱、扫描电镜表征了纳米纤维膜的结构，由于亲水性材料PVP的引入，纺丝时纤维中静电导通性好，纺丝液能很好地被拉伸，使纤维直径变小，PVP添加质量为30%时纳米纤维膜的平均直径最小为358.12nm;此外，PVP的引入提高了纳米纤维膜的亲水性能，PVP添加质量为40%时其静态接触角为(11.5±2.5)°;但纳米过滤膜亲水性的增加会影响其过滤效率，PVP添加质量为10%时纳米纤维膜的过滤效率最高为83.4%±3.6%,纤维膜克重为1.17g/m²时品质因子最高为0.10Pa^-1,纳米纤维膜具有优异的循环稳定性，300min内过滤稳定性好且过滤压力较低，可应用于对循环过滤性能...     

磁场辅助静电纺有序PAN/PVP复合纳米纤维的制备及工艺优化

磁场辅助静电纺丝(MFAES)技术能够制备有序纳米纤维,但其参数间的匹配关系很少被系统研究。通过MFAES方法制备了有序聚丙烯腈(PAN)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)复合纤维,应用正交实验分析了纺丝中主要的过程参数对复合纤维直径和有序度的影响。实验表明:随着浓度增大,复合纤维的直径增大,得到复合纤维的最小直径为496nm;溶液浓度和纺丝电压是复合纤维有序度的显著影响因素,在溶液浓度为14wt%、PAN/PVP配比为80∶20、纺丝电压为12kV、磁铁间距为2cm时,复合纤维的有序度最高达95%。     

聚乳酸的静电纺丝行为及其纤维结构研究

用静电纺丝法制备了纤维平均直径为350～1900nm的聚乳酸纤维,用扫描电镜研究了纤维的形貌,并用实验设计方法研究了纺丝工艺参数(溶液浓度、电场电压)对纤维平均直径的影响,同时用差示扫描量热分析和X射线衍射研究了静电纺丝所得纤维的结构.研究结果表明:溶液浓度对纤维的平均直径有较大的影响,溶液浓度较低时易形成珠状结构的纤维,纤维的平均直径随着聚合物浓度的增大而增大,并随电场电压的增大而减小.与浇铸膜相比,静电纺丝所制得的纤维有较低的结晶度,并且结晶结构不够完善.由静电纺丝制备的聚乳酸纳米纤维膜在组织工程和药物缓释等领域有潜在的应用前景.     

半纤维素接枝聚丙烯酸聚合物的静电纺丝研究

以过硫酸铵和亚硫酸钠为引发体系,利用自由基聚合法,制备了半纤维素接枝聚丙烯酸聚合物。首次研究了产物的粘温曲线和静电纺丝,特别是电压与接收距离对半纤维素接枝聚丙烯酸聚合物的静电纺丝纤维形态的影响。结果表明,增加丙烯酸用量和降低测试温度,接枝产物的黏度都会增大;增加静电纺丝电压和减小接收距离,制得的纤维直径减小,且接收板上的纤维随着接收距离的增加而弯曲度增加。     

PVDF/ZIF-8复合滤材的制备及其过滤性能研究

以聚酯纤维无纺布为接收基材,通过静电纺丝技术制备了包覆2-甲基咪唑锌盐(ZIF-8)纳米颗粒的聚偏氟乙烯(PVDF)/ZIF-8超细纤维过滤材料,系统研究了纺丝液浓度对PVDF纤维形貌的影响和不同纳米纤维复合膜克重的PVDF/ZIF-8复合滤材的过滤性能。研究表明:ZIF-8可显著降低PVDF/ZIF-8复合纤维的直径,最小平均直径可达(83±11) nm。在最佳纺丝条件下,随着纳米纤维复合膜克重的增加,纤维毡的过滤效率与阻力均增加。对于质量中值直径为0. 26μm的Na Cl气溶胶,PVDF/ZIF-8复合纤维毡的过滤效率为95. 910%时,阻力为47. 6 Pa;过滤效率为99. 534%时,阻力为111. 1 Pa。ZIF-8与纳米纤维结合形成的超细纤维复合毡,为低克重节能滤材的研制提供了新的思路。     

静电纺丝法制备聚苯乙烯微纳米纤维膜及其过滤性能

采用静电纺丝法制备聚苯乙烯(PS)微纳米纤维膜,研究了静电纺丝工艺对PS纤维膜微观形貌、纤维直径以及孔隙尺寸分布的影响,并表征了其对固体颗粒物的过滤性能。结果表明:随着纺丝电压和接收距离的增加,PS纤维膜的直径和孔隙尺寸均减小且分布集中,随着推进速率增加,PS纤维膜的直径和孔隙尺寸逐渐增加且分布范围变宽;当纺丝电压为24kv,收集距离为24cm,推进速率为0.318mL/h时所得PS纤维膜的直径和孔隙中位径分别为940.1nm和1979.4nm,过滤尺寸范围为0.1~35μm的固体颗粒后,剩余颗粒的平均粒径仅为2.19μm。     

电纺聚丙烯腈纤维毡的制备与性能表征

以聚丙烯腈为原料,N,N-二甲基甲酰胺为有机溶剂,用静电纺丝方法纺制聚丙烯腈纤维毡,并测试了纤维毡的平均孔径和直径,研究了纺丝液浓度、施加电压、接收距离对孔径和纤维直径的影响,实验表明:施加电压、接收距离对平均孔径影响较大,纺丝液浓度对其的影响次之;纺丝液浓度是影响纤维直径的一个重要参数。正交试验得出的最佳工艺:纺丝液浓度12%(wt,质量分数)、施加电压15kV、接收距离165mm;此工艺下纺制的纤维毡中,孔径和纤维直径小且集中,纤维毡均匀度好。     

PET超细纤维的熔体静电纺丝法制备及性能研究

采用激光熔体静电纺丝法制备了PET超细纤维,研究了应用电压、激光电流及接收距离对纤维直径的影响。利用SEM、XRD、FTIR、TG-DTA及单轴拉力机对纤维形貌、结晶性能、分子结构、热稳定性和力学性能进行了表征。SEM结果表明,所得纤维表面光滑、粗细均匀,最小纤维直径在3μm左右。当增加电压时纤维直径随之增大;纤维直径随激光电流的增强呈下降趋势,随接收距离的增加有先减小后增大的趋势。XRD测试表明激光电纺PET纤维为无定形态,在一定温度下退火后呈结晶态。FTIR测试结果表明电纺PET分子取向发生了变化。拉力测试结果表明,PET热压纤维膜的平均断裂伸长率在5%左右,平均拉伸强度为1.3MPa左右。TG-DTA测试表明电纺PET纤维耐热性优良,可在较高温度下使用。     

静电纺丝工艺对PVP/TEOS/硝酸盐复合纳米纤维成纤性状的影响

采用静电纺丝技术制备了PVP/[Sr(NO3)2+Mg(NO3)2+TEOS+Eu(NO3)2+Dy(NO3)2]复合纳米纤维,研究了不同静电纺丝工艺参数对其成纤性状的影响。结果表明:纤维的直径均随着电压、无机盐和PVP含量的增加呈现先减小后增大的趋势;随着纺丝液中无机盐含量的增加,纺丝液的黏度、表面张力和电导率均逐渐增大;随着PVP含量的增加,纺丝液的黏度、表面张力逐渐增大、电导率先减小后增大。SEM分析表明,当纺丝电压在13~15kV,纺丝液中无机盐含量为5%~6%,PVP含量为15%时,易获得形貌较好的复合纳米纤维。     

微米级PVP纤维的制备和表征

通过静电纺丝技术将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)制成微米级纤维,并通过场发射扫描电镜对其微观形貌进行了表征,考察了纺丝液浓度、工作电压和溶剂种类等工艺参数对PVP纤维形貌的影响。结果表明,随着PVP纺丝液浓度以及电压的逐渐增大,纤维直径也随之增大,且直径分布更加均一。当以乙醇为溶剂,PVP质量浓度为45%,电压为23kV时,所得PVP纳米纤维的平均直径为1.65μm,直径分布较均一。