高压静电纺丝教程
高压静电纺丝法制备EVOH／TiO2无纺布
一
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泛应用 。
实验9 静电纺丝法制备聚合物超细纤维
实验九静电纺丝法制备聚合物超细纤维实验一、实验目的1、学会正确操作静电纺丝设备。
2、掌握静电纺丝制备纳米纤维的原理。
二、实验原理静电纺丝是基于高压静电场下导电流体产生高速喷射的原理发展而来，其主要过程是通过强电场，利用电极向聚合物熔融物或溶液上引入静电荷，在电场作用下拉伸。
由于聚合物有一定的粘性，在牵拉时可以形成细丝而不会形成液滴。
静电纺丝在一般情况下可以得到直径在0.1μm数量级的纤维，比普通挤出纺丝法（10-100μm）的纤维直径小得多。
通过控制电压大小、针头直径尺寸、溶液粘度等参数纳米纤维的结构。
理论上任何高分子材料只要能找到合适的溶液体系，都有可能静电纺成纳米纤维，且具有批量生产的可能。
三、原料及设备仪器1、原料：聚丙烯腈（分子量15万）、二甲基甲酰胺（DMF）2、设备仪器：电磁搅拌器、静电纺丝装置、恒温干燥箱四、实验步骤1、将2g聚丙烯腈溶入20ml二甲基甲酰胺（DMF）中，于60℃搅拌溶解成具有一定粘度的溶液。
2、取适量配制好的聚丙烯腈溶液注入注射器中，排出气泡；固定注射器在微量挤出泵上；选择合适的挤出速率；将高压电源正极夹在喷丝头上，负极接在接受装置上。
3、适当调节接收距离，打开高压电源，选择合适的电压值，观察纺丝液静电纺丝变化。
4、纺丝完毕后，先关闭高压电源，再关闭微量挤出泵开关。
5、清理仪器，清洗注射器。
五、注意事项注意操作安全，将电压调至0并关闭电源后再进行样品的收集处理和挤出泵的拆卸更换样品溶液等操作。
六、思考题1、静电纺丝法制备纳米纤维材料具有哪些优点？2、静电纺丝过程的影响因素有哪些？六、实验报告要求实验报告按照学校统一模板书写，包括下列内容：1、实验名称、目的和实验步骤。
2、解答思考题。
1。
静电纺丝技术的原理与纳米纤维制备方法
静电纺丝技术的原理与纳米纤维制备方法静电纺丝技术是一种常用于制备纳米纤维的方法，通过利用静电力将聚合物材料从液态转变为纤维状，具有较高的纤维直径可调性和良好的纤维组织结构控制能力。
本文将介绍静电纺丝技术的原理以及常用的纳米纤维制备方法。
一、静电纺丝技术的原理静电纺丝技术是利用静电力将高分子溶液或熔融物质直接纺丝成纤维的一种制备方法。
该技术基于静电现象，通过将高电压施加于过程中的高分子溶液或熔融物，使其电荷不平衡，形成电场分布。
当电场强度超过材料的电离场强度时，分子将逐渐变成带电的纳米尺寸细丝。
最后，带电的纤维在电场的作用下逐渐伸长并凝固成固态纤维。
静电纺丝技术的关键参数包括高电压、喷丝间距和收集距离。
高电压可以产生强大的静电力，促使溶液中的聚合物形成细丝。
喷丝间距决定了纤维形成的方式和纤维直径。
收集距离可以影响纤维凝固形态和纤维排列结构。
静电纺丝技术的原理简单而直观，适用于制备各种类型的纳米纤维材料，因此在纳米材料制备领域具有广泛的应用前景。
二、常用的纳米纤维制备方法1. 单向静电纺丝法单向静电纺丝法是静电纺丝技术中最基本、最常用的制备方法之一。
在该方法中，高电压施加于旋转的喷丝头和静置的收集器之间，通过控制高电压和喷丝间距，可以得到直径均匀、纤维排列有序的纳米纤维。
2. 多向静电纺丝法多向静电纺丝法在单向静电纺丝法的基础上进行了改进，通过使用多根喷丝头和多个收集器，使得纤维的纺织方向更加多样化。
这种方法可以制备出多孔的纳米纤维薄膜，应用于过滤、分离和组织工程等领域。
3. 旋转盘静电纺丝法旋转盘静电纺丝法是利用旋转盘上的多个喷丝孔，将高分子溶液均匀喷洒在盘面上，通过旋转盘和静电作用将纤维逐渐形成。
这种方法制备的纳米纤维表面光滑均匀，适用于电子器件、传感器和催化剂支撑材料等领域。
4. 共喷纺丝法共喷纺丝法是在静电纺丝过程中，将两种或多种不同的高分子溶液或熔融物质通过不同的喷丝孔同时喷射到收集器上。
静电纺丝操作说明
静电纺丝操作说明静电纺丝是一种制备纳米纤维的重要技术，它具有操作相对简单、成本较低、可制备多种材料的纳米纤维等优点，在生物医学、能源、环境保护等领域有着广泛的应用。
以下将为您详细介绍静电纺丝的操作流程及注意事项。
一、实验前准备1、材料准备聚合物溶液：根据所需制备的纳米纤维材料，选择合适的聚合物（如聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚乙烯醇等），并将其溶解在适当的溶剂（如二甲基甲酰胺、二氯甲烷、水等）中，制备成一定浓度的溶液。
收集装置：常用的收集装置有平板、旋转滚筒等，根据实验需求选择合适的收集装置。
注射器及针头：选择合适规格的注射器和针头，针头的内径会影响纺丝液的流速和所制备纳米纤维的直径。
2、设备检查静电纺丝设备：检查高压电源是否正常工作，电压调节是否灵敏；检查注射泵的运行是否平稳，流速控制是否准确。
环境条件：静电纺丝实验通常需要在相对干燥、清洁的环境中进行，以避免空气中的灰尘和水分对实验结果产生影响。
二、实验操作步骤1、安装注射器及针头将配制好的聚合物溶液吸入注射器中，安装好针头，并将注射器固定在注射泵上。
2、连接电源及收集装置将针头与高压电源的正极相连，收集装置与负极相连。
确保连接牢固，避免在实验过程中出现断路或短路的情况。
3、设置实验参数注射速度：根据聚合物溶液的性质和针头的规格，设置合适的注射速度。
一般来说，注射速度在 01 5 mL/h 之间。
电压：电压是影响静电纺丝效果的关键参数之一。
通常，电压在 5 30 kV 之间。
较高的电压可以产生更细的纳米纤维，但过高的电压可能会导致放电现象。
接收距离：接收距离指的是针头与收集装置之间的距离。
一般接收距离在 5 25 cm 之间。
接收距离的大小会影响纳米纤维的沉积形态和直径分布。
4、开启设备先开启注射泵，使聚合物溶液从针头缓慢挤出。
然后开启高压电源，逐渐增加电压，直到观察到稳定的泰勒锥形成，并开始有纳米纤维喷射到收集装置上。
5、实验过程监控在实验过程中，要密切观察纳米纤维的形态和分布情况。
静电纺丝操作规则及注意事项
静电纺丝设备操作规则及注意事项一、开机检查，清理纺丝机1．高压电源的旋钮是否归零，如果没有归零，应马上旋转归零。
2．纺丝机舱内保持清洁，纺丝区内没有纺丝残留物、杂物，纺丝滚筒上没有纺丝残留物，喷头支架内没有纺丝残留液。
二、准备工作1.粘贴基布（常用锡箔纸）。
2.将准备好的电纺溶液抽取到注射器（抽取过程中尽量避免产生气泡），加上平头注射针头，放到喷头支架上。
3.固定注射器，把高压电源夹子夹在针头中间位置。
4.调节进样推进器与注射器活塞接触，固定进样推进器，轻旋推进器上的螺丝，让溶液可以出来，再稍微回旋。
5.关闭舱门。
三、开机1.将Power红色按钮按下打开，变为红色。
2.打开exhaust fan。
（根据需要调节数值，一般调至80 左右）。
3.按下Syringe pump的start键（变黄），调节syringe pump speed 到目标进样速度，观察针头上溶液是否可以正常推出。
若正常，快速将syringe pump speed 逆时针旋到0，按下start键（变白）。
打开舱门，用纸擦掉针头上的溶液。
关闭舱门，同时按下syringe pump的start键和high voltage power 键，同时调节syringe pump speed 和high voltage到目标数值。
4.根据需要开启target speed和transfer speed的start键，调节旋钮至目标数值。
四、关闭机器1.纺丝结束后，将除排风扇外的所有旋钮归零，关掉所有运行按钮（运行为黄色，停止为白色）。
2.打开舱门，取下基布。
3.取下注射器，清理纺丝舱体。
4.关闭排风扇，关闭电源。
五、紧急情况处理及注意事项1．整个纺丝过程中打开舱门之前必须把高压电源关闭。
2.纺丝过程中发现火花、电弧或者听到“吱吱”的声响：1）立刻按下红色按钮，停止机器运转。
2）将高压发生器的旋钮归零，关闭高压发生器的按钮。
3.纺丝之前检查高压线是否有电线裸露。
高压静电纺丝法制备聚酰亚胺超细纤维无纺布膜
研究・开发弹性体,2009202225,19(1):35～37CHINA EL ASTOM ERICS收稿日期:2008208229作者简介:胡建聪(19832),男,湖南益阳人,硕士研究生,主要研究方向为功能高分子材料。
高压静电纺丝法制备聚酰亚胺超细纤维无纺布膜胡建聪(华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州510640)摘 要:采用制备聚合物纳米纤维的一种简易的重要基本方法,即静电纺丝技术,以实验室合成的聚酰胺酸(PAA )溶液为纺丝溶液,采用自制静电纺丝机进行电纺得到PAA 纤维无纺布膜。
采用傅立叶变换红外光谱分析技术对无纺布膜的化学结构进行了表征分析;由PAA 及聚酰亚胺(PI )无纺布膜的谱图吸收峰对比分析得知,纤维热酰亚胺化的程度是比较完全的;但由相应吸收峰对比分析得知,热酰亚胺化的程度并没有达到100%。
关键词:聚酰亚胺纤维;静电纺丝;纤维无纺布膜中图分类号:TQ 342+.731 文献标识码:A 文章编号:100523174(2009)0120035203量为87.12,沸点为164～167℃,密度为0.943g/mL ,工业纯,牡丹江绝缘材料厂;苯酐:牡丹江绝缘材料厂;去离子水:自制。
1.1.2 原材料预处理采用研钵将PMDA 和ODA 分别研细,且最好将二酐用48.8μm 筛子过筛。
然后将二酐置于普通烘箱中在180℃的温度下烘焙4～5h ;将二胺置于真空烘箱中,在氮气保护下于120℃左右烘焙4～5h。
溶剂DMAc 先加入镁粉在100℃温度下反应2～3h 后静置,将清液层移入蒸馏瓶中进行减压蒸馏;苯酐可直接使用;去离子水自制;其它分析纯试剂可以直接使用。
1.2 实验步骤实验室制备电纺聚酰亚胺(PI )纤维无纺布膜的流程简图如图1所示。
图1 PI 纤维无纺布膜制备流程图实验过程中主要反应方程式如图2所示。
图2 PI 成反应主要方程式1.3 PAA 及PI纤维无纺布膜的化学结构表征化学结构属于高分子链结构中近程构造结构,是聚合物的一级结构。
静电纺丝_最终版讲解
1882年 Rayleigh
1915年 Zeleny
1964年 Taylor
研究了到底需 要多少电荷才 能克服液滴的 表面张力使液 滴劈裂的问题， 提出了 “Rayleigh” 极限数值
得出表面张力越 高的液体出现弯 曲不稳定现象时 需要的电压就越 高。
他认为，液体 在电场力的作 用下只受到两 个力，“电场 力和表面张 力”，并提出 了“泰勒锥”。
2）同轴针头 同轴电纺的一个优点在于可以突破单头体系的限制，将一些难以直接电 纺的聚合物通过同轴电纺装置制备纳米纤维。另一个优势是通过将核层选择性 移除，还可以制备中空纳米纤维结构。
3）并列式针头 并列式针头体系是一 种结构简单却易于实现功能 化纳米纤维制备的喷丝头体 系。它将不同的聚合物溶液 通过紧密靠在一起的并列式 针头同时进行射流激发，在 电纺过程中平行射流融合， 得到多根纤维互相连接的束 状单根纤维，因此特别适合 制备双组份聚合物纤维。
喷丝头
喷丝头的作用就是在纺丝过程中产生纺丝小液滴，提供射流激发位点。 一般分为无针头和针头两种不同的喷丝体系，其中针头体系根据针头数量和 形式的不同，还可以进一步分为单头、同轴、并列、多头等不同的形式。
1、无针头体系。核心思想就是在自由聚合物溶液表面形成大量射流激发位点。
2、针头体系。 1）单针头 单针头最常见，根据需要可选择不同型号的针头。
熔体静电纺丝具有溶液静电纺丝无法比拟的优点： 1、不需要有机溶剂，成本低、生产效率高； 2、适用于一些室温下没有合适溶剂的聚合物，如PP、PE等； 3、对熔体电纺建模，有助于更加深入了解电纺机理； 4、如能与现有的熔喷装置相结合，则有很强的工业化应用前景。 同时也存在一定的问题： 1、聚合物熔体粘度高、导电性差，需要较高的电场强度，易发生电场击穿的危险。 2、制备的纤维多在微米级别； 3、装置复杂，需附加高温加热装置，易和高压装置发生静电干扰。
静电纺丝法聚乳酸纳米纤维膜操作步骤
静电纺丝法聚乳酸纳米纤维膜是一种先进的纳米材料制备技术，其制备过程十分复杂，需要高度的操作技巧和精确的实验条件。
在这篇文章中，我将为你详细介绍静电纺丝法聚乳酸纳米纤维膜的操作步骤，以及其在纳米材料领域的重要应用。
1. 材料准备要准备好用于静电纺丝的聚乳酸溶液。
通常情况下，聚乳酸纳米纤维膜的制备需要使用具有特定分子量和浓度的聚乳酸溶液。
在实验室中，研究人员需要精确地称取聚乳酸和溶剂，并进行充分混合和溶解，以得到高质量的聚乳酸纳米纤维膜样品。
2. 装置调试接下来，需要将静电纺丝仪器进行调试和准备工作。
静电纺丝仪器是一种专门用于制备纳米纤维膜的设备，其包括高压电源、注射泵、旋转收集器等部件。
操作人员需要根据实验要求，调整好每个部件的参数，保证实验过程中的稳定性和可重复性。
3. 聚乳酸纳米纤维膜制备当材料准备和装置调试完成后，就可以进行聚乳酸纳米纤维膜的制备工作了。
在实验过程中，操作人员需要将事先准备好的聚乳酸溶液置于注射泵中，并通过精密的控制系统，逐渐将溶液注入到静电纺丝喷头中。
在高压电场的作用下，溶液会被拉伸成极细的纤维，并在旋转收集器上逐渐沉积成薄膜状的纳米纤维材料。
4. 膜形态表征制备好的聚乳酸纳米纤维膜可以进行形态和性能的表征工作。
研究人员可以利用扫描电镜、原子力显微镜等高分辨率仪器，观察和测量纳米纤维膜的表面形貌、直径分布、结晶度等特征参数，从而评估其质量和性能。
5. 应用研究制备好的聚乳酸纳米纤维膜可以用于各种领域的应用研究。
比如在生物医学领域，纳米纤维膜可以作为组织工程支架、药物载体等材料；在环境保护领域，纳米纤维膜可以用于油水分离、污水处理等方面。
聚乳酸纳米纤维膜的制备工作对于推动纳米材料在各领域的应用具有重要意义。
总结通过以上步骤，我们可以清晰地了解静电纺丝法聚乳酸纳米纤维膜的操作过程。
其制备过程需要严格的实验条件和操作技巧，但制备出的纳米纤维膜具有优异的性能和广泛的应用前景。
希望这篇文章可以帮助你更好地理解静电纺丝法聚乳酸纳米纤维膜的重要性和制备过程，促进你在相关领域的研究工作。
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3. 接收距离：当接收距离过小时，溶液形式泰勒锥还未 挥发完全，形成不了纤维，当接收距离过大时，容易 散发到周围。
4. 温度、湿度都会影响纺丝的效果。
配制PZT前驱体溶液 A. 药品的选择：乙酸、乙酸铅、钛酸四
静电纺丝技术：是通 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ使带有电荷的高分子熔 体或者溶液在高压静电场 中喷射、拉伸、劈裂、固 化、或者溶剂挥发，最终 形成纤维状物质的过程， 其原理是电场力大于溶液 表面张力喷出，形成泰勒 锥。是目前制备一维纳米 结构材料的重要方法之一。
影响静电纺丝纤维效果的因素有
1. 电场强度：随电场强度的增大，电纺溶液的射流有更 大的的表面电荷密度，因而有更大的静电力，有利于 形成较细纤维
观看。后期的处理一般是经过烧
结、取样等过程。
NFO的纺丝：处理过程和PZT的相 似。
数据的处理过程：进行XRD(X射线 衍射)和SEM（扫描电子显微镜） 观看实验成品
0.025PZT的纺丝效 果
在光学显微镜下
无机铁的NFO纺丝效果
谢谢观看！ 2020
比为一比一
加入高分子聚合物：PVP 目的：使溶液有一定的粘度，让纺丝顺利进行。
用法：称取一定的PVP，浓度一般控制在0.02mol/L到 0.06mol/L之间 在两者溶液中加入PVP之后，放在磁力搅拌器上搅拌， 使高分子聚合物溶解完全。
PZT的纺丝：0.035mol/L的溶液浓 度，纺丝结束之后用光学显微镜
PZT-NFO芯壳纳米纤维的 制备
材科二班—张晶
采用溶胶凝胶法和静电纺丝法制备 不同结构的PZT-NFO多铁纳米复合材 料 PZT-NFO的全名是 Zr0.52Ti0.48O3—NiFe2O4,，是一 种前驱体溶液，主要用于高压静电 纺丝 主要介绍高压静电纺丝技术及PZTNFO的制备性能
一维纳米材料结构的 制备方法有很多种，例如： 气相沉淀法、模板法、水 热法及溶剂热合法、高压 静电纺丝法。
丁酯、硝酸锆、乙酰丙酮
B. 步骤：乙酸铅、硝酸锆、钛酸四丁酯 使其离子浓度比为
Pb:Zr:Ti=1.1:0.52:0.48 C. 将钛酸四丁酯和硝酸锆溶于乙二醇甲
醚中，将乙酸铅溶于乙酸中，使乙二 醇甲醚和乙酸的体积比为5:1.3
配制NFO的前驱体溶液 a) 药品的选择：硝酸镍、硝酸铁、柠檬酸 b) 使得NI：Fe:C6H7O8的摩尔比为1:2:3 c) 将三者溶于乙醇和蒸馏水的混合溶液中，使得乙醇和蒸馏水的