取向排列丝素蛋白/聚己内酯复合纳米纤维膜的双轴向拉伸性能

以滚筒为收集装置,用静电纺丝技术制备了有序排列的丝素蛋白/聚己内酯(SF/PCL)复合纳米纤维膜。利用FE-SEM和Mat Lab软件对不同转速下收集的SF/PCL纳米纤维的形貌及排列有序程度进行表征;利用双轴拉伸试验仪对纳米纤维膜的力学性能进行测试。结果表明:滚筒转速越大,纳米纤维排列有序程度越高;纳米纤维膜力学性能表现出各向异性,同时具有明显的非线性和非弹性。对实验曲线进行拟合,建立了纳米纤维膜在双轴循环拉伸作用下的拉伸负荷-伸长率数学模型。以滚筒转速为4.70 m/s的试样为例,数学模型拟合曲线与实验曲线具有较高的一致性。     

取向排列丝素蛋白/聚已内酯复合纳米纤维膜的双轴向拉伸性能

 以滚筒为收集装置,用静电纺丝技术制备了有序排列的丝素蛋白/聚己内酯（SF∕PCL）复合纳米纤维膜。利用FE-SEM和MATLAB软件对不同转速下收集的SF/PCL纳米纤维的形貌及排列有序程度进行表征;利用双轴拉伸试验仪对纳米纤维膜的力学性能进行测试。结果表明：滚筒转速越大,纳米纤维排列有序程度越高;纳米纤维膜力学性能表现出各向异性,同时具有明显的非线性和非弹性。对实验曲线进行拟合,建立了纳米纤维膜在双轴循环拉伸作用下的拉伸负荷-伸长率数学模型。以滚筒转速4.70m/s的试样为例,数学模型拟合曲线与实验曲线具有较高的一致性。     

聚己内酯/聚乙二醇大孔径纳米纤维膜的制备及其在组织工程支架中的应用

为使细胞在静电纺纳米纤维支架上得到更佳的生长与黏附,采用改进的静电纺丝装置制备具有良好生物相容性的聚己内酯(PLC)/聚乙二醇(PEG)大孔径复合纳米纤维膜,探究纺丝溶液中溶质质量配比与溶液质量分数对纳米纤维膜形貌及性能的影响,确定最佳工艺参数;将最佳工艺条件下制备的纳米纤维膜初步应用于组织工程,并与传统静电纺丝装置制备的纤维膜进行细胞相容性对比分析。结果表明:当PLC和PEG的混纺质量比为80∶20,纺丝溶液质量分数为25%时,获得的PCL/PEG大孔径纳米纤维膜质量最好;与传统静电纺PCL/PEG纳米纤维膜相比,PCL/PEG大孔径纳米纤维膜更利于细胞的生长和增殖,更适合作为组织工程支架材料。     

丝素/聚己内酯纳米纤维膜结构与力学性能的研究

利用高压静电纺丝技术制备丝素(SF)/聚己内酯(PCL)纳米复合纤维膜。通过热场发射扫描电镜、傅里叶红外光谱、广角X-射线衍射和力学拉伸的方法表征了纳米纤维膜的结构与力学性能。结果表明:随着纺丝液浓度的提高,纤维直径增大,在电纺液浓度为20%时,纳米纤维网中纤维形态清晰、直径分布较均匀、成膜性较好;随着溶质中丝素含量的降低,纳米纤维膜的力学拉伸性能由硬而脆向软而弱转变,在SF含量达到50%时,纤维膜的力学性能已得到较好改善;甲醇可诱导SF的分子构象从无规卷曲和SilkⅠ转变为SilkⅡ;纳米纤维膜中纤维呈无规则排列,双轴力学拉伸表现为各向同性。     

静电纺丝法制备玉米醇溶蛋白基纳米纤维抗菌膜

利用静电纺丝技术制备负载百里香酚的玉米醇溶蛋白基纳米纤维抗菌膜,并研究其微观结构、表面接触角、水汽透过率和抗菌物质释放率等性质。实验结果表明,当玉米醇溶蛋白与百里香酚质量比为10∶1时,纳米纤维膜具有一定缓释抗菌物质的能力,其水汽透过率为4. 32 g·mm/(m~2·h·k Pa),表面接触角为104. 36°,表明该膜具有良好的透气性及疏水稳定性,且由于其安全性特别适合医用敷料等方面的应用。当玉米醇溶蛋白与百里香酚质量比为5∶1～1∶1时,纳米纤维抗菌膜对大肠杆菌有一定的抗菌效果,最小抑菌圈直径为8. 68 mm,最大抑菌圈直径为20. 42 mm。     

静电纺纳米纤维膜在废水处理领域的应用

通过静电纺丝技术制备的纳米纤维膜因其孔径小、比表面积大、相互连通的孔结构等特性在废水处理方面引起广泛关注。为了拓宽静电纺纳米纤维膜在废水处理方面的应用范围,适应日益复杂的水体环境,以近年来国内外对静电纺纳米纤维膜的相关研究为基础,阐述了静电纺纳米纤维膜的种类、废水处理作用机制,综述了不同类型的纳米纤维膜在废水处理方面的发展现状,强调了纳米纤维膜在废水处理方面存在力学性能差、膜通量低等问题,认为通过复合方式可以增强陶瓷纳米纤维膜的力学性能,通过接枝改性、水洗造孔等方法可提高纳米纤维膜的膜通量,为制备具有高力学强度、优异防污性能、可循环使用的耐高温、强酸强碱的纳米纤维膜提供研究方向。     

热处理对聚丙烯腈/聚环氧乙烷复合纳米纤维膜的力学性能影响研究

采用静电纺丝法制备了聚丙烯腈和聚环氧乙烷纳米纤维膜,依次放置于方舟之上,热处理后得到了聚丙烯腈/聚环氧乙烷(PAN/PEO)复合纳米纤维膜,通过TG、SEM、多功能拉伸仪等研究了热处理温度和压力对复合纳米纤维膜形貌、力学性能的影响。结果表明:在140℃、20kPa压强的条件下得到的PAN/PEO纳米纤维膜保持了静电纺纳米纤维膜多孔的特点;在100℃、20kPa压强条件下得到的PAN/PEO纳米纤维膜具有较佳力学性能。     

气喷-静电纺丝AgNWs-PVDF纳米纤维的制备及其性能

为提高静电纺的纺丝速率及纤维强度，通过同轴静电纺丝针头结合高速气流辅助静电纺，制备AgNWs-PVDF纳米纤维膜。并利用SEM、透气性、过滤性、力学性能、抗菌性能、孔隙率及孔径分布等测试研究了纳米纤维微观形貌结构、过滤、强力和抗菌性能。结果表明：加入AgNWs后，0.5%AgNWs-PVDF气喷-电纺纳米纤维膜的平均直径最低，可达73.85 nm,同时纤维膜的平均孔径、断裂伸长减小，1%AgNWs-PVDF气喷-电纺膜断裂强度最强，达6.52 MPa。随着AgNWs含量的增加气喷-电纺膜的亲水性提高、透气性减小、过滤效率增大，2%AgNWs-PVDF气喷-电纺纤维膜抑菌效果最好，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径分别为26.23、26.89 mm。     

静电纺聚丙烯腈多层纳米纤维膜的制备、结构与性能

将不同浓度的聚丙烯腈纺丝液依次进行静电纺丝,制备多层纳米纤维膜,并对其孔隙率、比表面积、力学性能和过滤性能进行测试分析。结果显示:多层纳米纤维膜的孔隙率和比表面积均较高,由4种质量分数为14%、12%、10%和8%的聚丙烯腈纺丝液依次纺丝制备的四层纳米纤维膜的孔隙率和比表面积最高,分别为54.7%和11.0m2/g,且此纳米纤维膜的力学性能优异。静电纺PAN多层纳米纤维膜的过滤效率值也较高,由质量分数分别为14%和8%两种纺丝液循环1次纺丝制备二层的纳米纤维膜过滤效率最高,对所有测试粒径的粒子的过滤效率都高于99.99994%,过滤阻力为863Pa,随循环次数增加,纳米纤维膜的过滤效率有所降低,过滤阻力则明显降低,这与多层纳米纤维膜的孔隙率和比表面积的变化趋势相反。     

海藻酸钠/PVA水溶液体系的无针静电纺丝

以去离子水为溶剂,分别配制质量分数为2%的海藻酸钠溶液和8%的聚乙烯醇(PVA)溶液,将两种溶液分别以体积比5∶5、4∶6、3∶7、2∶8、1∶9均匀混合,并测试混合溶液的粘度、电导率、表面张力等参数。通过无针静电纺丝法制得纳米纤维,采用扫描电子显微镜观察纳米纤维表面形貌。结果表明:共混液电导率、粘度都随海藻酸钠的增加而增加。海藻酸钠和PVA溶液体积比为5∶5时,纺丝效果较好,纤维膜成形良好,纤维直径分布均匀,为100~210 nm。     

静电纺PA 6纳米纤维膜的力学性能研究

利用静电纺丝可形成由纳米级纤维组成的纳米纤维膜,由于该膜孔径小并具有高比表面积和高孔隙率,可用作组织工程支架、传感器感知膜、过滤材料和防护材料等。静电纺纳米纤维膜的力学性能对其适用性和耐用性有重要影响。以PA 6甲酸溶液进行静电纺丝,研究了纺丝液喂入速度和纺丝距离对静电纺PA 6纳米纤维膜力学性能的影响。结果表明:纺丝液喂入速度较低时,形成的纳米纤维膜力学性能差;纺丝距离增大时,纳米纤维膜的断裂强度降低;PA 6溶解于98%甲酸中配制成13%(质量分数)纺丝液,在喷嘴口径0.9 mm、电压30 kV下进行静电纺丝,纺丝液喂入速度在0.2～0.3 ml/h、纺丝距离为8～10 cm时可获得具有良好力学性能的PA 6纳米纤维膜。     

静电纺核-壳纳米包装膜的制备及其抗菌性能

为解决抗菌包装中精油包埋的问题,采用乳液静电法制备了外壳为羧甲基壳聚糖(CMCS),内核为百里香精油的纳米纤维膜,研究了乳液的黏度、电导率以及粒径对纳米纤维的影响,借助扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察了纤维膜的微观形貌,采用抑菌圈法测试了纤维膜的抑菌性能。结果表明:质量比为9∶ 1的羧甲基壳聚糖和聚氧化乙烯混合液为水相溶液,百里香精油为油相,吐温80 为乳化剂,当三者体积比为36. 7∶ 4∶ 1或22. 8∶ 4∶ 1时,均可形成稳定的乳液结构;当纺丝液流量为0. 5 mL/ h、电压为16 ~24 kV、纺丝距离为11 cm 时,百里香精油成功包裹在羧甲基壳聚糖纤维内,且随着电压升高,纤维黏连现象减弱;核壳纳米纤维膜对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、灰霉、青霉的抑菌圈直径分别为18. 2、11. 0、32. 5 和29. 2 mm,抑菌效果较好。     

壳聚糖纺丝液性能对静电纺纤维形态的影响

配置壳聚糖(CS)与聚乙烯醇(PVA)质量比为0 ∶ 100、10 ∶ 90、20 ∶ 80、30 ∶ 70的纺丝液,并通过静电纺丝工艺制得CS/PVA纳米纤维膜.探讨纺丝液的黏度、电导率、表面张力对CS/PVA纳米纤维膜表观形貌的影响.结果表明:随着CS含量的增大,CS/PVA纺丝液黏度提高、电导率上升、表面张力下降,这使得静电纺丝过程中射流更易被拉伸,所得纤维更细;但纺丝液黏度增大到一定程度后,纤维会出现串珠状或纺锤状.因此,配制出适宜黏度的纺丝液是静电纺丝的关键.当mCS∶mPVA=30 ∶ 70时,所得CS/PVA纳米纤维膜中纤维平均直径最小,且直径CV值最低,纤维形貌最为均匀.     

聚乙烯醇电纺膜/PP纺黏布复合过滤材料的制备

利用静电纺丝技术制备聚乙烯醇/淀粉(PVA/SS)纳米纤维膜,再将其与PP纺黏布复合。通过SEM和FTIR表征纤维表面形貌和分子结构,探究PVA/SS纳米纤维膜的最优纺丝工艺参数,并测试PVA/SS纳米纤维膜的抗水解性能及PVA/SS/PP复合膜的过滤性能。结果表明,当纺丝液质量分数为11%、PVA/SS质量比为3∶1、纺丝电压为30 kV、喂液速率为0.8 mL/h、接收距离为19 cm时,纤维表面形貌最优,经160℃热处理的PVA/SS纳米纤维膜的抗水解性能优异。采用最优工艺参数纺制的PVA/SS纳米纤维膜的孔径分布在378.00～742.00 nm,平均孔径为689.00 nm。PVA/SS/PP复合膜对直径大于0.3μm的细微颗粒的过滤效率最高可达到99.363%,过滤阻力为137 Pa,低于相关国家标准的规定。     

石墨烯/聚偏氟乙烯纳米纤维的制备

为深入了解石墨烯/聚偏氟乙烯(PVDF)纤维的形态结构、力学性能和制备条件,通过静电纺丝技术制备了石墨烯/PVDF复合纳米纤维。对静电纺纳米纤维的表面微观形貌和力学性能进行了表征,研究了PVDF质量浓度、静电纺电压、接收距离、石墨烯的加入量等参数对复合纤维制备的影响。结果表明:石墨烯以3种形式存在于纳米纤维之中;当加入石墨烯(GE300)质量分数为1%时,所得到的静电纺纳米纤维拉伸强度为3.22 MPa;对比纯PVDF材料,其拉伸强度增加了49.1%;当PVDF质量分数为26%,静电纺电压为20 k V,接收距离为20 cm时,静电纺过程稳定,可得到直径均匀的石墨烯/PVDF纳米纤维。     

乳液静电纺丝美藤果油/聚乙烯醇纳米纤维膜的制备及性能

采用乳液静电纺丝法制备基于美藤果油/聚乙烯醇（polyvinyl alcohol,PVA）乳液的具有核壳结构的纳米纤维及纤维膜,为促进美藤果油在食品领域的进一步应用提供基础,并促进美藤果油作为新资源食品的高值化利用。通过电导率仪和黏度计测定乳液的电导率和黏度,利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察纳米纤维膜形貌,并对乳液组分比例、纺丝参数进行调整优化;通过热特性和傅里叶变换红外光谱表征分析纳米纤维膜的各组分及作用;利用接触角测量仪测试纳米纤维膜表面的亲水性能;使用抗拉强度测量仪测定纳米纤维膜的机械性能。结果表明：制备美藤果油/PVA纤纳米纤维膜的乳液最佳配比为PVA质量分数14%,美藤果油、PVA、吐温-80的最佳质量比为5∶14∶1;最佳纺丝条件为电压25 kV、接收距离18 cm、供液速率1.0 mL/h。在最佳条件下纺丝,可得到平均直径为570 nm且形貌良好、分布均匀的纳米纤维。傅里叶变换红外光谱和热特性分析结果表明所制得的纳米纤维成功地封装了美藤果油,并在低于330 ℃的温度条件下表现出良好的热稳定性。接触角测量结果表明纳米纤维膜表面具有良好的亲水性能。机械性能分析结果表明美藤果油的添加可以提高纳米纤维膜的拉伸性能。     

静电纺PVA/PAA/CA复合纳米纤维膜的制备及其吸湿快干性

为制备出具有亲疏水双侧结构的复合纳米纤维膜,分别以聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酸(PAA)混合溶液和醋酸纤维素(CA)溶液作为纺丝原液进行静电纺丝成膜,然后利用轧车进行层合,制备出PVA/PAA/CA复合纳米纤维膜。采用MMT水分管理测试仪表征静电纺PVA/PAA/CA复合纳米纤维膜的水分管理性能和吸湿快干性能。结果表明,当静电纺时间排列为PVA/PAA-CA=6 h-4 h、层合压力为2 MPa时,静电纺PVA/PAA/CA复合纳米纤维膜的吸湿快干性最佳,水分管理能力可达4级。     

再生丝素蛋白/脱细胞真皮基质共混纳米纤维膜的制备及其性能

为进一步提升再生丝素蛋白(RSF)在生物组织工程中的应用潜力,将RSF与脱细胞真皮基质(ADM)按照不同质量比溶于甲酸制成纺丝液进行静电纺丝。借助台式扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、差式扫描量热仪及CCK8试剂盒对纳米纤维的形貌、微细结构及生物相容性进行研究。结果表明:在固定RSF与ADM质量比为9∶1、纺丝液质量浓度为13 g/mL时,所纺制纳米纤维形态更规整,纺丝状态更稳定;当纺丝液质量浓度为13 g/mL时,随着纺丝液中ADM占比的提高,纺丝液的黏度逐渐上升,可纺性变差; ADM与RSF之间存在相互作用,使共混纳米纤维膜中的部分无规结构逐渐向β折叠结构转变; RSF/ADM共混纳米纤维膜具有良好的生物相容性。     

“三明治”结构聚乙烯醇/壳聚糖/海藻酸钠纳米纤维医用敷料

选用聚乙烯醇(PVA)、壳聚糖(CS)、海藻酸钠(SA)为原料,通过静电纺丝和交联处理组合工艺制备"三明治"结构PVA/CS/SA静电纺纳米纤维膜。利用扫描电子显微镜(SEM)表征PVA/CS/SA静电纺纳米纤维膜形貌结构,综合评价医用敷料溶胀率和失重率,考察其在伤口愈合领域的应用性能。其中,PVA/CS静电纺纳米纤维膜纤维平均直径为(488±201)nm,PVA/SA静电纺纳米纤维膜纤维平均直径为(534±265)nm,所制备的"三明治"结构PVA/CS/SA静电纺纳米纤维膜平均溶胀率为296.5%,平均失重率为74.3%。     

聚丙烯腈纳米纤维增强聚氨酯基复合膜的制备及其力学性能的研究

利用静电纺丝制备聚丙烯腈/聚氨酯(PAN/PU)复合纳米纤维膜,通过热处理复合纳米纤维膜制备聚丙烯腈纳米纤维增强聚氨酯基(PANNFs/PU)复合膜。采用扫描电子显微镜(SEM)分析PAN/PU复合纳米纤维膜热处理前后的形貌结构,采用多功能拉伸仪测试纤维膜热处理前后的力学性能。分析发现,PANNFs/PU复合膜力学性能受混纺溶液中占比多的一方影响,当混纺溶液中PAN和PU质量比为4∶6时,得到的PANNFs/PU复合膜断裂应力达到152.1 MPa,断裂伸长达到178.8%,较其他质量比PANNFs/PU复合膜,整体所表现的力学性能佳;当混纺溶液PAN和PU质量比为4∶6时,混纺溶液质量分数增加到18%时,和PAN/PU复合纳米纤维膜相比,PANNFs/PU复合膜断裂应力增长了3倍左右,达到217.8 MPa,断裂伸长增长了2.5倍左右,达到320.9%。