纳米纤维技术的开发及应用

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纳米纤维发展用途

纳米纤维发展用途

纳米纤维发展用途
在应用方面主要有以下三点:
1、过滤吸附
过滤吸附类的材料在我们日常生活中应用最为广泛,因为纳米纤维具有很高的比表面积,且表面微粒活性很高,所以是很好过滤吸附材料。

用纳米纤维制作的防霾口罩,可以有效的阻隔PM2.5;纳米纤维材料还可以用于空气清洁、制作发动机过滤器、化工医药等产品的提纯等等。

2、新的代替能源
科学家研制的纳米石墨纤维可以是一种非常有前途的储氢材料,氢能将是以后我们人类不可替代的新能源。

3、医疗保健
纳米纤维在医疗领域应用也非常广泛,由于人们的生活水平的不断提高,比如药品传输、止血布、高级防护服等等。

现在人们的生活水平的不断提高,但是全球环境却在恶化,人们越来越关注自身的健康问题,预计未来几年人们对防护保健品的需求会越来越大。

目前随着纳米纤维制备技术的日趋成熟、应用研究的不断深入,纳米纤维以其特有的性能和功能,在传统产业和高新技术领域都有很好的应用并具有广阔的开发前景,其市场潜力巨大。

静电纺丝纳米纤维的制备与应用

静电纺丝纳米纤维的制备与应用

静电纺丝纳米纤维的制备与应用静电纺丝技术是一种制备纳米级纤维的方法,该技术由于操作简单、成本低、生产效率高等优点而被广泛应用于不同领域。

本文将为您介绍静电纺丝纳米纤维的制备方法及其在不同领域中的应用。

一、静电纺丝制备纳米纤维的方法静电纺丝纳米纤维的制备方法可归纳为以下几个步骤:1. 温度调节静电纺丝制备纳米纤维的第一步是调节环境温度。

通常的实验室条件下,温度以及相对湿度有时会影响电荷的均匀分布,温度或相对湿度的太高或者太低,都会影响到纳米纤维的制备效果。

2. 选择原料静电纺丝纳米纤维所需的原料很少,常见的原料有两种,一种是聚合物,如聚乳酸、聚己内酯等;另一种是天然高分子材料,如蛋白食品、纤维素等。

材料的特性主要与电荷密度和材料表面张力有关。

3. 溶液制备将所选材料溶解于适量的溶剂中,并加入少量的助溶剂。

通过不断的搅拌和振荡,使溶液均匀混合,形成均一的溶胶。

在此过程中,需注意不要产生气泡,否则会影响纤维的制备效果。

4. 设备调节将静电纺丝设备打开,保持常用电压约为15KV,调节喷嘴升降台的高度,确定离液面的距离,根据需要进行调节。

当喷嘴的高度、角度、距离和电荷的强度达到适宜的范围时,可以进行静电纺丝制备纳米纤维的实验。

5. 喷涂制备将无处理的丝嘴插入含有均匀混合的溶液中,打开高压开关,在喷嘴和接收器之间建立电场,使得流出喷嘴的溶液产生电荷,从而产生自然拉伸力,形成纳米纤维。

二、静电纺丝纳米纤维的应用1. 医学领域静电纺丝纳米纤维在医学领域中的应用非常广泛,主要用于制备医用敷料、药物释放载体、组织工程支架和人造器官等。

由于静电纺丝制备的纳米纤维具有超大比表面积、极细直径以及优异的生物相容性等特点,使得其在医学领域有着广泛的应用前景。

2. 环保领域静电纺丝纳米纤维在环保领域中的应用也日益受到关注,主要用于制备高效过滤器材料和防护用品。

由于静电纺丝制备的纳米纤维具有高效过滤和分离性能,并且纳米纤维过滤材料可以承受高温、耐酸碱等特点,因此在处理废水、废气以及空气中的污染物方面,具有非常广泛的应用前景。

2024年纳米纤维市场前景分析

2024年纳米纤维市场前景分析

2024年纳米纤维市场前景分析引言随着科技的不断发展和人们对高性能材料需求的增加,纳米纤维作为一种新型材料,逐渐引起了人们的关注。

纳米纤维具有独特的结构和优异的性能,在多个领域有着广泛的应用前景。

本文将对纳米纤维市场的发展前景进行分析。

纳米纤维的定义与特性纳米纤维是指直径在纳米级别的纤维状材料。

具有以下特性: - 极细的直径:纳米级尺寸的纤维使其具有更大的比表面积和较高的比强度。

- 高比表面积:纳米纤维的高比表面积使其在吸附、分离和催化等方面具有优势。

- 独特的结构:纳米纤维可以形成多种结构,如纳米纤维膜、纳米纤维网等。

纳米纤维市场的应用领域污水处理领域纳米纤维在污水处理领域有着巨大的应用潜力。

其具有较大的比表面积和高吸附能力,可以用于重金属离子和有机污染物的吸附和去除。

此外,纳米纤维还可以用于污水的分离和过滤,具有良好的过滤效果和较高的通量。

能源领域在能源领域,纳米纤维被广泛应用于锂离子电池、超级电容器等电池材料中。

其高比表面积和导电性能使其在电池的充放电速度和容量等方面具有优势。

此外,纳米纤维还可以用于太阳能电池、燃料电池等领域。

材料领域纳米纤维在材料领域有广泛的应用。

纳米纤维可以用于制备纳米复合材料,提高材料的力学性能和光学性能。

此外,纳米纤维还可以用于纺织品、过滤材料、医疗材料等领域。

纳米纤维市场的发展机遇和挑战发展机遇•市场需求增加:随着科技的迅猛发展,人们对高性能材料的需求越来越大。

•技术进步与创新:纳米纤维制备技术不断进步,新的纳米纤维材料不断涌现。

发展挑战•成本控制:纳米纤维制备过程中的高昂成本限制了其在大规模应用中的普及。

•稳定性与可靠性:纳米纤维的稳定性和可靠性问题需要进一步解决才能推动其应用。

纳米纤维市场的前景分析纳米纤维市场具有广阔的前景和潜力: - 市场规模扩大:纳米纤维在多个领域的广泛应用推动了市场规模的扩大。

- 技术创新的驱动:不断提升的制备技术和新型纳米纤维材料的涌现,将进一步推动市场发展。

纳米纤维在医学中的应用

纳米纤维在医学中的应用

纳米纤维在医学中的应用随着科技的不断进步,纳米材料已经引起了人们的广泛关注。

作为一种越来越流行的材料,纳米纤维的应用领域越来越广泛,尤其是在医学领域。

本文将介绍纳米纤维在医学中的应用。

1. 纳米纤维制备技术纳米纤维制备技术是纳米材料中最成熟的一种技术之一。

纳米纤维的制备技术主要有静电纺丝、模板法、气相沉积法等。

其中静电纺丝以其简单、低成本、高效性等优点,在纳米纤维的制备过程中得到了广泛的应用。

2. 纳米纤维在组织工程中的应用组织工程是一种基于细胞、生物材料和生物工程学原理的跨学科领域。

纳米纤维在组织工程中的应用主要是通过制备生物可降解的纳米纤维材料,放置在缺失的组织部位上,帮助细胞重新生长,从而恢复组织的功能。

例如,研究人员通过制备生物相容性的纳米纤维材料,放置在缺损的膝盖软骨部位上,成功修复了软骨缺陷。

3. 纳米纤维在医疗用药中的应用纳米纤维可以作为一种用于治疗疾病的药物载体。

研究人员通过将纳米纤维与药物结合,制备出可控释放、靶向性更强的药物载体,从而提高药物的疗效和安全性。

例如,研究人员制备了一种材料,将其用于放置在肝脏内,成功地控制了治疗的剂量和时间,缓解了肝脏损伤。

4. 纳米纤维在伤口修复中的应用纳米纤维在伤口修复中的应用得到了广泛的关注。

与传统的伤口修复材料相比,纳米纤维具有更好的材料性能、更好的稳定性和生物相容性。

例如,研究人员通过制备一种特殊的纳米纤维材料,用于包裹伤口。

这种材料可以帮助伤口愈合,并且不会对人体产生过敏反应。

总的来说,纳米纤维在医学领域的应用前景是非常广阔的,并且在不断地扩大。

无论是在组织工程还是在医疗用药方面,纳米纤维都已经成为了一种非常重要的材料。

随着科技的不断进步和技术的不断提高,相信纳米纤维在医学领域的应用前景会更加广阔。

纺织行业新型纺织材料研究

纺织行业新型纺织材料研究

纺织行业新型纺织材料研究近年来,随着科技的不断发展,纺织行业也在不断探索和研究新型纺织材料。

这些新材料的出现极大地改变了传统纺织行业的格局,促进了纺织品的创新以及行业的可持续发展。

本文将讨论纺织行业中几种新型纺织材料的研究进展和应用前景。

一、纳米纤维技术纳米纤维技术是一种将纤维直径控制在纳米尺度的制造技术。

利用纳米纤维技术制造的纺织材料具有优异的性能,如高比表面积、卓越的机械性能和优异的光学性能。

这些性能使得纳米纤维材料在过滤、吸声、绝缘等领域具有广泛的应用潜力。

目前,在纺织行业中已经有许多应用纳米纤维技术制造的纺织品问世,如纳米抗菌面料、纳米阻燃纤维等。

二、仿生纺织材料仿生纺织材料是以生物体的结构和功能为参考,通过模仿和应用生物材料的特点来制造纺织品。

这种材料具有很高的自适应性和功能多样性,可以根据环境的变化而调整性能。

在纺织行业中,仿生纺织材料可以应用于智能纺织品、生理监测等领域,如智能温度调节纺织品、仿生纺织假肢等。

三、新型可持续纤维随着环保意识的提升,传统纤维材料如棉花、聚酯纤维等对环境的影响日益受到关注。

因此,研究人员相继开发出一系列可持续纤维材料,如竹纤维、蚕丝蛋白纤维等。

这些新型可持续纤维材料不仅拥有传统纤维的性能,还具有更好的环保性能。

纺织行业可以通过应用这些新型纤维材料来提高产品的可持续性,满足市场的需求。

四、智能纺织材料随着电子技术的不断发展,纺织行业也开始研究智能纺织材料。

智能纺织材料是指能够感知、响应和适应外界环境的纺织品。

这些纺织材料可以通过嵌入传感器、控制器等电子元件实现与人体或环境的交互。

在纺织行业中,智能纺织材料可以应用于医疗、运动和安全等领域,如智能健康监测服装、智能运动服装等。

结论纺织行业新型纺织材料的研究和应用对于行业的可持续发展具有重要意义。

纳米纤维技术、仿生纺织材料、新型可持续纤维和智能纺织材料等新技术的涌现为纺织行业带来了更多的创新机遇。

随着科技的不断进步,我们可以预见,纺织行业将会出现更多新型纺织材料的研究和应用,不断推动行业向更高水平发展。

纳米纤维材料的研究进展

纳米纤维材料的研究进展

纳米纤维材料的研究进展纳米纤维材料的研究一直是材料科学领域的热门研究课题。

随着技术的不断发展,纳米纤维材料在生物医学、能源、环境科学等领域的应用也越来越广泛。

本文将介绍纳米纤维材料的最新研究进展。

一、制备方法的发展制备纳米纤维材料的方法有很多种,其中最为常用的两种方法是电纺和纳米纤维喷射技术。

电纺技术是利用高电场将高分子材料从喷嘴中拉伸成具有纳米级直径的纤维,该方法性能稳定,容易控制纤维直径,广泛应用于生物医学和能源领域。

纳米纤维喷射技术是通过将溶剂和高分子材料混合后,在高电压作用下形成细流,然后在空气中干燥,形成纳米纤维材料。

该方法制备速度快且适用于大规模生产,广泛应用于过滤分离和防护领域。

二、性能的优化在制备过程中,我们可以通过改变材料性质,调整制备条件等方法来优化纳米纤维材料的性能。

例如,将碳纤维和氧化石墨烯等材料引入到纳米纤维中,可以提高其机械性能和导电性能,并且扩展了其应用范围。

同时,通过改变纤维的表面性质、制备条件等方法,可以调节其疏水性、亲水性和稳定性等性质,以适应具体应用的要求。

此外,在生物医学领域中,我们还可以将生物活性物质与纳米纤维材料相结合,来实现纳米级别的药物送达和控释,这些都是优化纳米纤维材料性能的有效方法。

三、应用领域的拓宽在生物医学领域,纳米纤维材料已被广泛应用于组织工程和药物传递。

例如,可以通过改变纤维直径、表面性质等方法来模拟人体组织结构,帮助细胞生长和组织修复。

此外,在药物传递方面,纳米纤维材料可以将药物嵌入纳米纤维中,实现长时间的缓释和比常规药物更好的传递效果。

在能源领域,纳米纤维材料可以通过利用其高比表面积和大量的活性位点来提高储能和催化性能。

例如,在锂离子电池中,纳米纤维材料可以提高电极材料的比表面积,从而提高电池的能量密度和循环寿命。

在催化领域,纳米纤维材料可以通过高效的可控晶核成核和生长来制备高效的催化剂,提高化学反应效率。

在环境科学领域,纳米纤维材料可以通过改变其表面性质,实现高效的分离、去污和环境修复等应用。

纳米纤维材料的制备及应用研究进展

纳米纤维材料的制备及应用研究进展

纳米纤维材料的制备及应用研究进展随着科技的不断发展和人们对生活质量要求的提高,纳米技术越来越受到人们的关注。

纳米技术是通过自组装和自组装性的理论基础,设计和制备具有纳米尺度结构的新材料。

其中,纳米纤维作为一种重要的纳米材料,由于其特殊的性质和广泛的应用前景,吸引了众多科学家的研究。

一、纳米纤维的制备方法:1.电纺法制备:电纺法是目前制备纳米纤维最常用的方法之一,其制备原理是通过利用高电场作用下纤维素溶液表面的荷电作用将喷涌出的液滴逐渐拉伸成纳米级尺寸的纤维。

电纺法制备的纳米纤维具有较高的比表面积、较好的孔结构和悬浮性,因此被广泛应用于材料、能源、生物医学、环保等领域。

2.气相沉积法制备:气相沉积法制备纳米纤维技术是利用化学气相沉积技术,通过控制反应温度、压力和气体流量等工艺条件,在陶瓷、金属、半导体等材料基底上形成纳米级尺寸的纤维。

该方法可以制备出高度纯净和高结晶度的材料纳米纤维,但需要复杂的真空设备,成本较高。

二、纳米纤维材料的应用:1.生物医学领域:纳米纤维作为一种具有生物相容性、可降解、高比表面积、高孔隙率的生物材料,被广泛应用于修复组织、制造3D支架、制备组织工程等方面。

同时,具有药物载体、细胞培养和诊断、生物传感器等免疫分析方面的应用潜力。

2.环境保护领域:纳米纤维材料在环境保护领域的应用主要体现在水处理、废气处理、液态催化剂等方面。

通过制备新型的纳米纤维材料,提高其润湿性、晶体结构、表面活性位点等,在环境中吸附、催化、分解有害物质,具备重要的环保应用价值。

3.能源领域:纳米纤维在能源领域中的应用包括燃料电池、锂离子电池、超级电容器等,利用其高比表面积、高电导性、高反应活性等特点,来提高能量传输和储存的效率。

4.材料领域:纳米纤维材料在材料领域中的应用非常广泛,包括塑料、橡胶、金属、陶瓷等材料的增强、传热性能改善、制备纳米复合材料等方面。

三、纳米纤维材料的未来发展:目前,虽然纳米纤维材料的研究已经取得了一定的进展,但是其制备工艺和应用技术还存在着许多挑战和难点。

纳米纤维素技术及其在木质材料中的应用

纳米纤维素技术及其在木质材料中的应用

纳米纤维素技术及其在木质材料中的应用
1 纳米纤维素技术
纳米纤维素技术是一项新型技术,它可以治理木质材料中细菌和真菌的差异性和复杂性,从而达到改善材料性能的目的,比如改善材料的强度、密度和抗水性。

纳米纤维素通过提高材料的表面粗糙度,增加表面接触面积和反应性,用以减少木材的老化行为,同时可增加木材的抗风湿和抗紫外线特性。

2 应用于木质材料
在木质材料中,纳米纤维素可以应用于保护木材免受蛀虫侵害,改善木材的强度、密度和抗水性等领域。

纳米纤维素的表面粗糙度提高了木材表面的接触面积,使木材具有极强的耐水性,另外,它还能抑制真菌生长,从而减少木材容易受腐蚀的行为。

3 纳米技术的优势
纳米纤维素技术比传统的漆膜技术节省了成本,而且环保效果也更好。

它不仅对木质材料有保护作用,而且还可以改善木材的耐水和抗风湿性,从而延长木材的使用年限,减少木质材料的浪费。

纳米纤维素的最大优势在于,它不受传统的覆膜材料的限制,可以覆盖更大面积,从而更好地保护木质材料,减少木质材料在复杂环境下的老化行为。

纳米纤维素技术是一项革新性的材料技术,可以在木质材料中实施,以改善木材的强度、耐水性和抗风湿性,从而延长木质材料的使
用寿命。

另外,纳米纤维素技术也提供了一种环保和经济的保护方式,能够有效地保护木质材料免受蛀虫侵害和湿热侵蚀,使用寿命更长。

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纳米纤维技术的开发及应用摘要:纳米纤维是一种新型高附加值差别化的纤维产品,有着广阔的发展前景和应用空间。

本文介绍了纳米纤维的概念、应用和发展现状及最新成果, 讨论了纳米纤维的制备方法,包括静电纺丝法、海岛形双组分复合纺丝法、分子喷丝板纺丝法等。

通过例举目前纳米纤维在世界上各国的的应用,展示了纳米纤维广阔的应用前景。

关键词:纳米纤维静电纺丝法海岛形双组分复合纺丝法分子喷丝板纺丝法Abstract: As a differential fiber product of new type and high added value, the nano-fiber has broad development prospect and application space. The paper introduces the conception, application, developmental State and the Latest Achievements of nanofiber. And discusses some methods of preparation, such as electro spinning , sea- island bicomponent spinning , molecular Spinneret spinning, The article also shows the unlimited application prospects of nanofiber through giving some examples of the application of nanofiber in the world.Keywords:nanofiber, electro spinning , sea- island bicomponent spinning, molecular spinneret引言1990 年7 月第一届国际纳米技术会议在美国巴尔的摩召开,会议正式公布纳米材料科学成为材料科学的一个新分支,从此纳米材料引起了世界各国的极大兴趣和广泛关注,掀起了世界范围的纳米研究热潮。

各种纳米尺度的纳米粒子、纳米纤维、纳米管、纳米线和纳米膜已经制备出来。

近几年,特别是纳米纤维及其应用研究已成为前沿热点,许多国家和地区纷纷制定了纳米纤维技术相关战略和计划,投巨资进行研究开发,以抢占纳米纤维技术的战略高地,而目前纳米纤维的应用研究更是如火如荼。

一.纳米纤维的概述纤维对大家来说是十分熟悉的,如日常生活中作为服装材料用的羊毛、蚕丝、亚麻、棉花等都是天然纤维;20世纪出现的化学纤维工业,为人类提供了各种各样的合成纤维和人造纤维;还有金属纤维、矿物纤维和陶瓷纤维等。

作为纤维有两个明显的几何特征:第一是纤维有较大的长度/直径比,例如蚕丝和化学纤维的长丝都可认为长度/直径比趋于无穷大;第二是纤维的直径必须比较细,这是出现一定柔韧性所必需的。

传统普通纤维材料的直径多为5~50μm;最新开发的超细纤维直径可达0.4~4μm。

由此可见,超细纤维也仅是与蚕丝直径相当或稍细的纤维,其直径绝对值只能达到微米或亚微米级,还不是真正意义上的超细纤维。

纳米是一个长度单位,1nm=10-9m。

纳米量级一般是指1~100nm的尺度范围。

纳米科技的发展,将会给纤维科学与工程带来新的观念。

对纳米纤维定义其直径是1~100nm的纤维,即一维纳米材料。

纳米纤维按获取途径可以分为天然纳米纤维和人造纳米纤维。

纳米纤维(nanofiber)从广义上讲包括纤维直径为纳米量级的超细纤维,还包括将纳米颗粒填充到普通纤维中对其进行改性的纤维。

后者是目前国内外开发的热点;采用性能不同的纳米颗粒,可开发阻燃、抗菌、抗静电、防紫外线、抗电磁屏蔽等各种功能性纤维。

而对于前者,才是真正意义上的纳米纤维(一维纳米材料),由于其极大的比表面积和表面积-体积比所表现出的特殊性能,日益引起科学家们的重视。

二. 纳米纤维的成型技术纳米纤维有多种成型方法,例如静电纺丝法、熔喷法以及闪纺法(杜邦公司的Tyvek®产品)等,其产品均呈非织造布形式,而使用双组分复合纺丝法可得到长丝纱。

近年来,原纤化制纳米纤维法和Dendrite法纳米纤维技术也取得了一定的进展。

1.1 静电纺丝法静电纺丝法即聚合物喷射静电拉伸纺丝法,是一种制备超细纤维的重要方法。

该不同于常规方法的纺丝技术,是基于高压静电场下导电流体产生高速喷射原理发展而来的。

其基本过程是:聚合物溶液或熔体在几千至几万伏高压静电下克服表面张力产生带电喷射,溶液或熔体在喷射过程中干燥、固化最终落在接收装置上形成纤维毡或其他形状的纤维结构物。

由于静电纺丝技术特殊的原理与工艺,制得的纤维直径一般在数十纳米到数微米之间。

静电纺纳米纤维网与常规熔喷非织造布(MB)和纺粘非织造布(SB)相比有两个基本相似点:一是均为流动相聚合物,采用一步法直接成网;另一个是纤维中无任何添加剂,也无需使用粘合剂。

采用静电纺丝工艺制得的纳米纤网具有纳米纤维的典型特点,可加工成一系列具有特殊功能的产品。

将纳米纤网与熔喷非织造布复合,能最大限度地强化复合制品的液体浸蚀性,并明显改善复合产品的空气阻隔和透气性能。

1.2 熔喷纺丝法静电纺丝法由于聚合物溶于溶剂,纺丝液浓度受到一定的限制,因此生产效率相对较低,而且还需配置溶剂处理和回收系统。

而熔喷法纳米纤维的加工基本沿用传统熔融纺丝技术,不需要溶剂处理过程,具有高效率、低成本、易规模化生产的优势。

熔喷法得到的纤维网属微米或亚微米级(直径为40~2000 nm)尺度的混纤网。

在加工热塑性高聚物时,该项技术显示出相对经济的特点,同时也具有规模化纺制纳米纤维的潜力。

因此,熔喷法工艺正成为纺制纳米纤维的重要方法之一,如瑞士Rieter(立达)公司已建成单模头熔喷法纳米纤维装置,纤维网的单纤直径只有500 nm。

常规熔喷法生产的非织造布网片的单纤平均直径约为1 μm,但在纺制超细旦纤维时,纺丝组件每孔的熔体挤出速率降低,造成纺丝压力发生变化,影响纤维网片的均匀性。

因此,在生产超细纤维时要保持较低的聚合物粘度,一般MFI (熔体流动指数)的指标为1500~1800。

为确保良好纤维网均匀度,纺丝组件压力控制在3.5 MPa左右。

在熔体挤出速率较低,纺丝组件熔压稳定的工艺条件下,对纺丝板孔的设计要求十分严格。

通常,纺丝孔径为0.10~0.12 mm时,长径比为15~100,孔密度>100 孔/英寸。

1.3 复合纺丝法目前,复合纺丝法生产的纳米纤维主要以海岛型和裂片型复合纤维为主,该方法通常选用常规的纺丝牵伸工艺,卷绕速度约为2500 m/min。

海岛型复合纺丝技术是日本东丽公司20 世纪70 年代开发的一种生产超细纤维的方法。

该方法将两种不同成分的聚合物通过双螺杆输送到经过特殊设计的分配板和喷丝板,纺丝得到海岛型纤维, 其中一种组分为“海”,另一种为“岛”, “海”和“岛”组分在纤维轴向上是连续密集、均匀分布的。

这种纤维在制造过程中经过纺丝、拉伸、制成非织造布或各种织物以后,将“海”的成分用溶剂溶解掉,便得到超细纤维。

海岛型复合纺丝技术的关键设备是喷丝头组件, 不同规格的喷丝头组件,可得到不同纤度的纤维。

在海岛型复合纺丝中,可使用PET、PA、PP等原料,岛组分数可达1120;海组分使用EVOH(乙烯-乙烯醇共聚树脂,两种组分的复合比为50/50)。

将海组分溶除后,岛部分的纤维直径可达300 nm。

该方法的产能为5 kg/h,纤维加工可成本控制在1~5美元/kg。

同静电纺纳米纤维相比,复合法纺纳米纤维的直径分布较窄。

在海岛型复合法纺制纳米纤维的技术中,复合组件的设计十分关键,要保证岛组分聚合物与海组分有同一的轴向。

此外,海组分聚合物的溶出也很重要,因为它影响纳米纤维最终的成型和品质。

因此要求碱溶液快速并完全地将海和岛组分分离,同时还需防止碱溶液对岛组分聚合物的浸蚀。

目前纺制的PET纳米长丝,岛组分数一般为300,单丝直径约为500 nm。

目前,裂片型复合纺丝工艺可达到16片以上。

日本帝人公司开发的PET纳米长丝的海组分选用了水溶性聚合物,具有环境友好特性,纤维性能良好。

1.4 分子喷丝板纺丝法分子喷丝板技术是对传统的纺丝技术的挑战,它将使目前使用的聚合物纺丝设备完全改观。

分子喷丝板由含盘状物( discot ics) 构成的柱形有机分子结构的膜组成, 盘状物在膜上以设计的位置定位。

盘状物是一种液晶高分子,是由近年来聚合物合成化学发展而来的。

聚合物分子在膜内盘状物中排列成细丝, 并从膜底部将纤维释放出来。

盘状物特殊的设计和定位使它们能吸引和拉伸某种聚合物分子,并将聚合物分子集束和取向,从而得到所需结构的纤维。

盘状物系统一定要根据所需纤维的结构而设计。

以膜的形式设计的分子纺丝机械,一定要使膜上盘状物可以按需要的方向精确同步旋转,同时,保持盘状物在膜上的位置不变。

我们设计用分子间氢键来联接不同的盘状物分子, 这种作用力可以使盘状物自由旋转而非自由转化。

盘状物旋转可以用磁场来实现,在合成的盘状物中镶入金属原子,使它们对外部磁力场的改变反应敏感。

盘状物具有象电动机一样的功能,使聚合物纺丝变得更有效而且容易。

分子喷丝板纺丝有以下两种工艺:聚合物熔体或溶液纺丝;单体纺丝。

前者大环膜的上部提供聚合物流体, 含大环系统的复合膜只作喷丝板使用。

后者在膜的上部提供的是聚合物单体,膜的第一层设计成使单体可以反应形成聚合物链,这些聚合物链象前者的聚合物那样,被牵引通过大环系统, 以形成纤维。

美国OakRidge 国家实验室, NASA Ames 研究中心及其它在这一领域的研究机构都已做了大量工作。

他们合成的第一个模型是锥形低聚环氧乙烷和三(对十二烷基苯甲酸基) 苯甲酸反应生成单酯,单酯再与2-甲基丙烯酰氯反应产物自由基聚合得到高聚物。

该体系具有含柱形中间项的管状超分子结构。

因为结构中聚甲基丙烯酸酯骨架上锥形外受体的存在,体系表现的自聚性使体系形成几乎完全相同的超分子结构。

该磁共振结果表明,在磁场中,向列液晶趋于线性平行排列。

柱形结构在合适的磁场强度下能够旋转。

目前,正在合成的有柱形酞青聚合物及具有铁电性的Bow lic聚合物,它们都能形成液晶柱形中间项。

不同聚合物纺丝开车和转产时间可以明显缩短, 从而大大减少废物生成。

总之,聚合物纺丝设备可以集成为一个很小的设备。

这一技术的开发将给纤维、纺织、服装行业带来一场革命。

1.5 其他成型工艺(1)原纤化法纳米纤维工艺原纤化法具有规模生产和产品应用范围广的潜力。

使用纤维素纤维溶液制成的纤维具有长链分层结构,经原纤化后,所得纤维的直径在100~400 nm,长度为5~8 mm。

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