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。     

PU/PVDF防水透气共混膜的制备及性能研究

采用静电纺丝法制备聚氨酯/聚偏氟乙烯(PU/PVDF)共混纳米纤维膜,研究PU、PVDF质量分数、溶剂体积配比、溶质质量比对纳米纤维形貌、直径及膜性能的影响,探索共混纤维膜较优制备工艺。结果表明:共混纳米纤维膜较优制备工艺为静电纺丝电压14 kV、接收距离10 cm、纺丝液质量分数12%、溶剂体积配比N,N-二甲基甲酰胺/丙酮为4/6、溶质质量比PU/PVDF为7/3,此条件下可获得具有较优防水透气性能和力学性能的共混膜。     

纳米纤维毡复合材料制备及其吸声性能研究

以二甲基甲酰胺(DMF)/丙酮混合溶剂分别溶解聚氨酯(PU)和聚偏氟乙烯(PVDF)制备静电纺丝溶液,采用高压静电纺丝技术分别将PU、PVDF和PU/PVDF共混三种纺丝液喷纺于多孔泡沫板表面,制成纳米纤维毡复合材料,并表征了纳米纤维毡的形貌,测试了纳米纤维毡复合材料的吸声性能。结果表明,PU和PVDF纳米纤维毡复合材料在中低频区域具有良好的吸声性能,质量比为7∶3的PU/PVDF共混纳米纤维毡复合材料的吸声性能明显优于PU和PVDF纳米纤维毡复合材料。     

溶液性质对静电纺醋酸纤维素的影响

本文在丙酮、乙酸、丙酮/乙酸(体积比为2∶1)三种溶剂体系下静电纺醋酸纤维素(CA)。研究了溶剂组成、溶液的黏度、表面张力、电导率、浓度对纤维形貌和平均直径的影响。用扫描电镜分析表征纤维的形貌和直径。研究结果表明:单独以丙酮或乙酸为溶剂静电纺CA都不能连续得到光滑纤维。在丙酮/乙酸(体积比为2∶1)溶剂体系下,CA质量分数为10%-12%时可连续得到无串珠纳米纤维。溶液在一定的黏度范围才具有可纺性,黏度越大串珠数量越少,纤维越光滑。纤维的直径随着CA浓度的增大而增大。溶液电导率的增加引起纤维直径的减小。改变溶液的组成,纤维的直径可以从1.2μm变化到400nm。     

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%。     

静电纺丝法制备木质素基纳米纤维

以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,对不同比例的乙酸木质素（AAL）与聚乙烯吡咯烷酮（PVP）混合溶液,AAL与聚丙烯酸酯（polyacrylate）混合溶液,AAL与聚乙烯醇（PVA）混合溶液三种溶液体系进行静电纺丝。用扫描电子显微镜观察了纳米纤维的表面形貌。结果表明：AAL与PVA混合溶液通过电纺不能得到纳米纤维。通过电纺可以得到直径均匀、表面光滑的AAL与PVP混合纳米纤维,AAL与聚丙烯酸酯混合纳米纤维,并且AAL含量的增加对混合纳米纤维的直径和表面形貌没有明显的影响。进而对单一AAL的静电纺丝进行了研究,分别研究了THF,DMF,乙酸等不同的溶剂体系,发现只有以乙酸为溶剂才能电纺成纤。     

基于静电纺纳米银/聚氨酯复合膜的制备及性能

以水性聚氨酯为分散体系,硼氢化钠为还原剂,硝酸银为前驱体,利用化学原位还原法制备纳米银溶液,所制备的纳米银粒子粒径在10 nm左右。将制得的纳米银溶液与聚氨酯溶液混合后,通过静电纺丝的方法制备了三种不同载银量的载银纳米纤维膜。结果显示,将300μL的4 000 mg/kg纳米银溶液加入到由150 mL丙酮和N,N-二甲基甲酰胺（DMF）（体积比1∶1）混合溶剂溶解的质量分数为25%的热塑性聚氨酯弹性体（TPU）溶液中,通过静电纺制备的纳米纤维膜对大肠埃希菌和金黄葡萄球菌的抑菌率达99.99%,表现出优异的抗菌性能。     

不同表面活性剂对静电纺丝超细纳米纤维的性能影响

为了研究表面活性剂的加入对溶液特性及产物的影响,课题组以聚苯乙烯(PS)为溶质,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,采用静电纺丝方法制备聚苯乙烯(PS)超细纤维。在溶液中分别添加了离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和非离子型表面活性剂吐温20(Tween 20),研究这2种表面活性剂的加入对溶液黏度、表面张力、电导率及产物直径和形貌的影响。结果表明:在PS/DMF溶液中加入表面活性剂能够有效地增大溶液的电导率,离子型表面活性剂的作用远大于非离子型表面活性剂;PS/DMF溶液中加入离子型表面活性剂可降低溶液的表面张力,有利于产生直径更细的超细纤维;在PS/DMF溶液中加入表面活性剂对溶液的黏度影响不大。表面活性剂能够有效地减小超细纤维的直径,并抑制纤维产物中"串珠"结构的生成,可用于制备更小直径的超细纤维。     

中空多孔聚乳酸纤维膜制备及疏水吸油性研究

以聚乳酸(PLA)为壳层,聚乙烯醇(PVA)为芯层,采用同轴静电纺丝技术制备纤维膜,经水洗去除水溶性聚乙烯醇(PVA),得到具有良好的疏水性和吸油性的中空多孔PLA纤维膜。分析了PLA溶液中不同比例的二氯甲烷(DCM)/N,N-二甲基甲酰胺(DMF)二元混合溶液体系及纺丝距离对纤维直径及表面形貌的影响,测试纤维膜的静态水接触角、吸油倍率,分析疏水吸油性能。结果表明:在适当的溶剂比和纺丝距离时可以制备表面具有多孔结构的纤维膜,制备得到的中空多孔PLA纤维膜的水接触角为136.4°,吸油倍率可达到71.4g/g,具有良好的疏水性和吸油性。     

PDMS/PU/沥青纳米纤维膜复合织物的制备及其性能分析

为制备环境友好的防水透湿织物,通过对喷的方式,以涤棉机织物为接收基布,使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚氨酯(PU)为原料,利用静电纺丝技术制备PDMS/PU纳米纤维膜,然后采用静电喷雾法将沥青微球引入该纳米纤维膜,构建特殊微纳米结构,制得PDMS/PU/沥青纳米纤维膜复合织物.探究沥青质量分数对其表面形貌、防水性能、透湿透气性能和力学性能影响.结果表明:当PDMS/PU纺丝液中PDMS与PU质量配比为5 ∶ 5,沥青纺丝液中沥青质量分数为10％时,所得PDMS/PU/沥青纳米纤维膜复合织物的表面呈特殊微纳米结构,静态水接触角达152°,疏水性最为优异,具有超疏水效果;透湿率为5 662.05 g/(m2 ? 24 h),透气率为87.64 mm/s,经向拉伸断裂强力和顶破强力分别为922.0 N和550.0 N,相比于基布提高了 17.0％和10.9％.PDMS/PU/沥青纳米纤维膜复合织物达到了防水透湿织物的要求.     

疏水疏油聚氨酯纳米纤维膜的制备及防雾霾窗纱的应用研究

为构建一种高效低阻的疏水疏油过滤材料,将含氟聚氨酯(FPU)添加到聚氨酯(PU)纺丝液中,利用静电纺丝技术制备FPU/PU纳米纤维,并对不同FPU添加量的纳米纤维的结构形貌及纳米纤维膜的性能进行系统表征和分析,还将其应用于防雾霾窗纱中,测试防雾霾窗纱的相关过滤性能。结果显示:当PU质量分数为15.00%,NaCl质量分数为0.02%,FPU添加量为12.00%时,所得FPU/PU纳米纤维的直径为112.05 nm, FPU/PU纳米纤维膜的水接触角为142°、油接触角为138°,呈现出良好的疏水疏油性能,且当控制纺丝时间为45 min时,所得防雾霾窗纱的过滤效率可达到91.264%,过滤阻力为48.852 Pa,过滤性能优异,其在空气净化领域有着巨大的应用前景。     

不同溶剂对静电纺聚乳酸纳米纤维形态结构的影响

以聚乳酸(PLA)为原料,分别用三种不同的溶剂制得三种纺丝液并采用静电纺丝法,制备了聚乳酸纳米纤维。探讨了溶剂、电压、溶液质量分数对纤维形貌和直径的影响。结果表明,溶剂是决定PLA超细纤维形成的关键因素,三氯甲烷(CHC l3)与二甲基甲酰胺(DMF)混合溶剂(体积比为9∶1)是PLA静电纺丝较为理想的溶剂。在PLA质量分数为6%、极距15 cm、电压25 kV,流量2.5 mL/h的工艺条件下,可制备直径为1 200 nm左右的PLA纤维。     

基于四氢呋喃/二甲基甲酰胺的聚氨酯静电纺丝

分别将四氢呋喃（THF）和N,N-二甲基甲酰胺（DMF）按质量比3:7、4:6、5:5、6:4、7:3混合作为溶剂,并在不同质量分数、电压、接收距离下对聚氨酯溶液进行静电纺丝。结果表明：THF/DMF的质量比对聚氨酯静电纺丝纤维的形貌、直径及其均匀性有显著影响,纤维直径均匀性随THF增多而下降;随着溶液质量分数增大,纤维直径增大,纤维直径均匀性总体上呈下降趋势;电压和接收距离对纤维平均直径的影响没有明显的规律性。实验中制得了平均直径为230 nm,均匀系数为0.23,形貌也较为理想的聚氨酯静电纺丝纤维。     

静电对喷制备疏水聚氨酯纳米纤维膜及其性能表征

为获得疏水性较好且具有一定机械性能的聚氨酯(PU)纳米纤维膜,将不同质量分数的聚氨酯纺丝液进行粘度测试并纺丝,建立质量分数与溶液增比粘度、纤维形态的关系,将不同质量分数的纺丝液进行静电对喷制备出表面具有不同粗糙度的纳米纤维膜,并对其疏水性能、机械性能进行测试分析。结果表明:高质量分数的纺丝液提升纳米纤维膜的机械性能,较低质量分数的纺丝液提升表面粗糙度;表面越粗糙,疏水性越好,质量分数为4%+18%的纺丝液进行静电对喷时,接触角能够达到140.33°;纺丝液质量分数越大,静电对喷时机械性能越好,质量分数为18%+18%的纺丝液进行静电对喷时,纳米纤维膜的最大载荷为1.082 9 MPa。     

多孔聚苯乙烯纤维滤膜的形貌结构与过滤性能

采用静电纺丝技术，以四氢呋喃/N,N-二甲基甲酰胺(THF/DMF)为混合溶剂制备多孔聚苯乙烯(PS)微纳米纤维滤膜。系统探讨了PS质量分数、混合溶剂配比及纤维膜厚度对PS微纳米纤维形貌及滤膜过滤效率和过滤阻力的影响。结果表明：随着混合溶剂中THF质量分数的增加，纤维的平均直径逐渐增大，分布在0.8～7.8μm,纤维表面呈现出密集的多孔结构，纤维膜的过滤阻力显著减低。在PS质量分数为15%,THF/DMF溶剂质量配比为90/10,纤维膜厚度为(273±4)μm的条件下，纤维膜对NaCl气溶胶和DOP气溶胶的过滤效率分别为99.08%和96.97%,过滤阻力分别为105.8和116.3 Pa,品质因子分别为0.044 3和0.030 1 Pa^-1,可应用于空气过滤材料领域。     

静电纺丝一步法制备PS-PU复合纳米纤维超疏水表面的研究

将聚苯乙烯(PS)和聚氨酯(PU)溶于二甲基甲酰胺/四氢呋喃(DMF/THF)溶剂[m(DMF)∶m(THF)=1∶1]中,采用静电纺丝一步法制备具有微纳米微球-纤维掺杂结构的PS-PU复合纳米纤维超疏水表面,并探究影响该超疏水表面疏水性的因素。研究结果表明,溶液质量分数、PS和PU质量比及静电纺丝电压、推进速率等均对PS-PU复合纳米纤维超疏水表面的疏水性有较大影响。由单因素试验和三因素三水平正交试验结果可知,当溶液质量分数为3%、m(PS)∶m(PU)=1∶1、纺丝电压为16 kV、推进速率为1.2 mL/h、接收距离为15 cm时,所得PS-PU复合纳米纤维超疏水表面具有最佳的疏水性,且耐水冲击性良好。研究结果可为后续超疏水表面的构建提供参考。     

PPy@PU纳米纤维膜的制备及其电磁屏蔽和应变传感性能

利用静电纺丝技术制备了聚氨酯(PU)纳米纤维膜材料，通过原位液相聚合在PU纳米纤维表面形成连续的聚吡咯(PPy)导电网络，构建了柔性PPy@PU纳米纤维导电膜材料，系统研究了聚合PPy前后PU纳米纤维形貌的变化、吡咯(Py)单体在纤维表面的最佳聚合条件以及PPy@PU纳米纤维膜的电磁屏蔽和应变传感性能。结果表明:PPy能够较好地聚合在PU纳米纤维表面，且当聚合时间为6 h、Py单体浓度为0.15 mol/L、膜厚为0.124 mm时，PPy@PU纳米纤维膜具有较好的柔性，电导率为722 S/m，在X波段(8.2～12.4 GHz)的电磁屏蔽效能为25.02 d B;同时在该条件下，PPy@PU纳米纤维膜具有优异的应变传感性能，在伸长率为50%时，电阻变化率为94.6%，最大拉伸应变系数可达326.3。说明构建的PPy@PU纳米纤维膜材料可以应用于具有电磁屏蔽和应变传感功能的可穿戴电子设备领域。     

高分子量壳聚糖∕聚氧乙烯复合纳米纤维的制备

利用3%的高分子量壳聚糖（HCS）与聚氧化乙烯（PEO）以3:1的比例溶解在50%的乙酸水溶液中,使用浓度高于临界胶束浓度的不同表面活性剂改善溶液的可纺性,借助静电纺丝技术制备了HCS/PEO复合纳米纤维。采用扫描电子显微镜（SEM）对复合纳米纤维形貌进行表征,采用傅立叶红外光谱（FTIR）方法研究了HCS、PEO及表面活性剂的相互作用,采用单纤维强力仪测试薄膜力学性能的变化,评价使用戊二醛处理后的HCS、PEO复合纳米纤维膜的力学性能。实验结果表明PEO增强了HCS的成纤性。以胶束形式存在的表面活性剂,通过改变混合溶液中分子间的结合方式,降低溶液粘度,提高了可纺性能。戊二醛交联处理提高了复合纤维的强度。特别是阴阳离子混合表面活性剂的使用,纤维形貌最好,强度明显提高。     

静电纺丝制备胶原蛋白肽/普鲁兰共混纳米纤维膜

利用静电纺丝法将胶原蛋白肽与普鲁兰共混,以水为唯一溶剂,制备纳米纤维膜,研究不同胶原蛋白肽添加量对纺丝效果的影响。分析不同胶原蛋白肽/普鲁兰配比对纺丝液溶液性质的影响,使用扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)测试,分析纤维膜的微观形貌及分子间相互作用。利用高级综合热分析系统和单纤维强力仪研究纤维膜的热学及力学性能。结果表明,胶原蛋白肽含量对溶液电导率影响显著,在胶原蛋白肽/普鲁兰配比为60/40时可以得到均匀度高的纳米纤维,平均直径为300 nm,纤维膜的应力、应变值与COP含量成反比。拟合结果显示,胶原蛋白肽与普鲁兰之间的分子间相互作用力以分子间氢键为主,纳米纤维膜DSC曲线上的热焓值较单一成分小,热稳定性得到改善。     

静电纺聚氨酯纳米纤维非织造布的制备

研究了聚氨酯在几种常见有机溶剂中的溶解性能,寻求静电纺丝最佳溶剂及配比,并采用静电纺丝法制备纳米级聚氨酯纤维膜。通过改变共混溶剂的质量比、纺丝液的浓度、纺丝电压、挤出速度和接收距离,借助扫描电子显微镜测量纤维的直径,分析了各因素对纤维形貌结构的影响。结果表明:DMF/THF共混溶剂配比为1:3时,聚氨酯纺丝液静电纺丝效果佳;在纺丝液浓度8%～12%、纺丝电压12～30kV、接收距离10～30cm范围内,能纺制出纤维直径分布在800～1500nm之间的聚氨酯纳米纤维非织造布。