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。     

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。     

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.     

乙基氰乙基纤维素溶液的高压静电场纺丝

研究了乙基氰乙基纤维素／四氢呋喃溶液((E-CE)C／THF)的高压静电场纺丝,制备出直径分布范围为0.25μm～0．75μm的纤维素纤维。通过对纺丝前的乙基氰乙基纤维素和纺丝后所得到的纤维的表征,证明了在高压静电场作用下,乙基氰乙基纤维素分子结构未发生变化。高压静电场作用后乙基氰乙基纤维素结晶度随电场强度的增加先增加后减小。同时,用SEM进一步表征了乙基氰乙基纤维素纤维的结构。     

静电纺聚醚砜纳米纤维膜的制备及性能研究

配制不同浓度的聚醚砜(PES)纺丝液,在不同纺丝温度和进液速度下,采用静电纺丝技术制备PES纳米纤维膜,并通过扫描电子显微镜观察膜表面的微观形貌,探究纺丝液浓度、进液速度和纺丝温度等条件对纤维的形貌、直径和孔径分布等的影响。结果表明:当纺丝液浓度为28%(质量分数),推进速度为1mL/h,纺丝温度为45℃时,纺丝效果最佳。分别采用电子万能试验机和泡压法滤膜孔径分析仪对优化条件下制得的PES纳米纤维膜的力学性能、通孔孔径及孔径分布进行测试,发现该条件下所得PES纳米纤维膜的弹性模量为33.4MPa,断裂伸长率为38.63%,拉伸屈服应力为3.47MPa;纤维平均直径为0.723μm,平均孔径为3.5689μm,最可几孔径为3.5655μm。静电纺PES纳米纤维膜有望作为高精度滤膜材料使用。     

溶剂对静电纺丝聚氨酯纤维仿生涂层的影响

为了有效预防心血管支架植入后的再狭窄病征,在不锈钢支架表面构建仿生细胞外基质结构的纳米纤维涂层是提高支架生物相容性的有效方法.本文通过静电纺丝技术,在316L不锈钢基底上制备出纳米聚氨酯纤维涂层,研究溶剂对聚氨酯纤维形貌的影响.实验证明溶剂的性质对T80A型聚氨酯的可纺浓度范围有显著影响.在本实验装置下,以THF为溶剂,可纺浓度范围为4%～15%,以DMF为溶剂范围增大为8%～22%.以THF为溶剂,在6%～12%最佳纺丝范围内,随着浓度的增大,纤维直径先减小后增大.采用适宜比例的THF和DMF混合溶剂可获得比单一溶剂更好的纤维形貌,制备出直径分布均匀(平均为350nm)、连续致密的聚氨酯纤维涂层,并找出最佳溶剂配比随浓度的变化规律.     

电纺丝技术制备聚降冰片烯纳米纤维

用静电纺丝技术将相对分子质量不同的无规聚降冰片烯(PNB)以邻二氯苯为溶剂制备出了微米级和近纳米级的聚降冰片烯纤维,并且研究讨论了相对分子质量、溶液浓度、纺丝电压和纺丝距离等因素对纤维直径的影响。随着聚降冰片烯溶液浓度增加,溶液的表面张力减小,相对分子量最大的PNB得到的纤维直径较大。     

基于溶液喷射法制备顺丁橡胶纤维的结构与性能

采用溶液喷射法探索制备顺丁橡胶纤维的可行性,并对初生顺丁橡胶纤维进行紫外交联,探究了纺丝液浓度和交联剂浓度对纤维形貌和直径的影响。结果表明未交联的顺丁橡胶纤维无法保持圆形纤维形态,纤维较粗且串珠很多,其最佳纺丝液浓度为6%(质量分数);紫外交联能够显著改善顺丁橡胶纤维形貌,交联后的顺丁橡胶纤维细度较细,呈现出光滑的圆柱形,纤维间粘连情况减少,且当交联剂浓度为12%(质量分数)时,顺丁橡胶纤维最细,其平均直径为2.41μm;交联后的纤维在四氢呋喃溶液中浸泡24 h,形态保持良好;顺丁橡胶纤维的交联密度随交联剂含量的增加而增大。     

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。     

二醋纤纺丝液性能对静电纺纤维的影响

为优化二醋酸纤维素的纺丝加工成型工艺,研究了二醋片特性黏度、浓度和溶剂配比对纺丝液性能的影响,并探索了纺丝液性能与所纺纤维形貌和直径之间的关系。结果表明:随着特性黏度和浓度的增大,纺丝液黏度增大,流动性能变差,所纺纤维直径增大;当混合溶剂中丙酮含量低时,纺丝液因黏度和表面张力大,电导率小而无法纺丝只能收集到珠状液滴;逐渐增加丙酮含量,黏度和表面张力减小,电导率增大,所纺纤维直径增大;当使用丙酮/N,N-二甲基乙酰胺的体积比为3∶2时,可以收集到光滑无缺陷的纳米纤维;当丙酮含量较高时,纺丝液因溶剂挥发速率快而凝固从而无法纺丝。     

电纺制备明胶/壳聚糖/羟基磷灰石/氧化石墨烯抗菌复合纳米纤维的研究

本研究模拟细胞外基质成分与结构, 采用静电纺丝法成功制备出明胶/壳聚糖/羟基磷灰石/氧化石墨烯四元复合纤维。重点考察该体系中物质浓度对复合纤维形貌及抗菌性能的影响。结果表明: 明胶浓度增大会增大纤维的直径, 但浓度过大会出现粘连现象, 其最佳浓度为15~20%; 加入壳聚糖(CS)会出现细纤维分支, 其浓度为1%左右较佳; 增加羟基磷灰石(HA)浓度, 可提高电纺液的导电性, 降低纤维中的珠状物和粘联现象发生, 粒径为12 μm的HA浓度为5%时纤维形态较好; 加入氧化石墨烯后可使纤维形态均匀、光滑。最后对四元复合纤维进行了抗菌性能考察, 发现氧化石墨烯的加入增强了复合纤维的抗菌性。明胶/壳聚糖/羟基磷灰石/氧化石墨烯四元复合纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均具有较好的抗菌效果。     

Effects of three parameters on the diameter of electrospun poly(ethylene oxide) nanofibers

The combined use of two techniques namely electrospray and spinning is made use in a highly versatile technique called electrospinning, which produces the diameter of polymer fibers range from nanometer to sub-micron. In this work, we have studied effects of adding LiCl on the morphology and diameter of electrospun poly(ethylene oxide), and we have also evaluated systematically the effect of three important solution parameters on the morphology of electrospun poly(ethylene oxide): molecular weight, solution viscosity and electrical conductivity. We find that molecular weight is strongly correlated with the formation of bead defects in the fibers, the smaller molecular weight, the more beads defect density. As a result, the fibers have beads-in-string structures. Electrical conductivity increases, then decreases as molecular weight increases. Solution viscosity has been found to most strongly affect fiber size, with fibers diameter increasing with increasing solution viscosity according to a power law relationship. In addition, we find evidence that solution viscosity and electrical conductivity affect the interesting morphology of the electrospun nanofibers, and result in doubling and forming membrances phenomena.     

Processing conditions and characterization of novel electrospun poly (3-hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate)/chitosan blend fibers

Novel hybrid fibrous membranes with potential application on the biomedical field were successfully developed via electrospinning of blend solutions of two biocompatible and biodegradable polymers, poly (3-hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) [PHBV] and chitosan. The effect of solvent, using different proportions of trifluoracetic acid (TFA) and 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-isopropanol (HFIP), PHBV/chitosan ratio, and chitosan molecular weight on solution spinnability, fiber morphology and size, and in vitro degradation were investigated. Continuous nanofiber structures were obtained from pristine PHBV to a PHBV/chitosan ratio of 2:3 (w/w), at 10% (w/v) total polymer concentration. In general, main fiber average diameters increased as chitosan content and molecular weight increased and decreased with the decrease of HFIP content in the solvent. In vitro dissolution tests revealed that the hybrid fibers show much higher degradation rates than the neat PHBV.     

静电纺丝制备聚己内酯/壳聚糖复合纤维膜

采用静电纺丝技术制备聚己内酯(PCL)/壳聚糖(CS)复合纤维膜,利用扫描电子显微镜(SEM)观察材料配比、纺丝电压和接收距离对复合纤维形态的影响,利用接触角测试仪研究CS含量对复合纤维膜亲水性能的影响。结果表明:CS的加入,有利于提高PCL/CS混合溶液的成纤能力;随着纺丝电压增加和收集距离减小,复合纤维平均直径减小,且直径分布均匀性提高。与PCL纤维相比,PCL/CS复合纤维亲水性得到了较大的提高,使其有望在组织工程中得到潜在的应用。     

静电纺丝参数对聚乙酸乙烯酯纤维形貌的影响

以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,采用静电纺丝法制备了聚乙酸乙烯酯(PVAc)纤维.用场发射扫描电镜观察了PVAc纤维的形貌,研究了PVAc溶液质量分数、纺丝电压、收集距离等对纤维形貌及平均直径的影响.研究结果表明,PVAc溶液质量分数和纺丝电压对纤维的形貌有显著影响,随着PVAc溶液质量分数和纺丝电压的增大,纤维的平均直径增大;收集距离对纤维形貌的影响较小.尝试采用静电纺丝法制备了炭黑和PVAc的复合纤维,以增强纤维的导电性,成为导电碳纤维,但炭黑会显著降低PVAc的成纤性,因为它会吸附溶剂DMF,使溶剂在电纺过程中不易挥发,射流不能固化成纤维.     

纳米尼龙丝的制备及性能

用静电纺丝这种制备直径在纳米级到微米级间超细纤维的新技术，成功地制备出纳米级尼龙6纤维丝及其平行丝。研究了纺丝过程中的工艺参数对纤维形态的影响，以及尼龙6电纺丝的力学性能。     

静电纺丝制备CMCAB超疏水纤维材料

以环境友好的纤维素衍生物羧甲基纤维素醋酸丁酸酯(CMCAB)为原料,采用静电纺丝技术构筑仿生粗糙疏水表面,成功制备了CMCAB超疏水纤维材料(接触角155°)。采用SEM研究了不同溶剂体系下纤维的直径和表面形貌,质量比为8∶2的二氯甲烷和乙醇混合溶剂制备的纤维表面粗糙。通过原子力显微镜测试,材料表面凹凸起伏,具有类似荷叶的微结构。测定材料的接触角,发现纤维的直径和粗糙度是影响疏水性的关键。在此基础上,为提高材料的疏水性,研究了溶液浓度和电压对纤维平均直径的影响规律,优化了制备CMCAB超疏水材料的纺丝工艺。     

水溶液电纺制备葡萄籽多酚/明胶复合纤维

以水为溶剂,设计玻璃保温装置,采用静电纺丝技术制备了葡萄籽多酚/明胶复合纤维,系统探讨了浓度、温度、电压、流速等工艺条件以及葡萄籽多酚含量对葡萄籽多酚/明胶复合纤维形貌的影响.结果表明:当明胶浓度为24wt%时,随着温度和电压的增大,纤维平均直径先减小后增大,随葡萄籽多酚含量增大,纤维平均直径增大.通过加入适量葡萄籽多酚,可将纺丝速度从0.25 mL/h提高到0.90 mL/h,显著提高了工作效率;当葡萄籽多酚与明胶的质量比≥1:30时,纤维表面出现串珠;当葡萄籽多酚与明胶的质量比≥1:20时,可纺性变差.在明胶浓度为24wt%,葡萄籽多酚与明胶质量比为1:50,控制温度55 ℃,电压20 kV,接收距离12 cm,速率0.90 mL/h的条件下,制备了纤维直径分布集中,平均直径为515 nm的葡萄籽多酚/明胶复合纤维.明胶溶液中加入适量葡萄籽多酚不仅大大提高了纺丝效率,同时由于其良好的抗菌活性和对明胶的交联作用,使复合纤维膜可广泛应用于生物医药领域,特别是创伤敷料方面.