聚乙烯醇纳米纤维的制备与静电纺丝工艺研究
静电纺丝的基本原理
静电纺丝的基本原理
静电纺丝是利用静电吸附的原理，使溶液中的带电粒子在电场作用下产生定向运动，从而制备纳米纤维材料。
这种技术可以在任意时间、任意空间、任何溶剂中进行。
目前，国内外研究主要集中在聚合物溶液和聚合物纳米纤维膜的制备。
静电纺丝原理
静电纺丝法是一种高效、经济的新型纳米材料制备方法。
目前，国内外在该领域的研究主要集中在以下几个方面：一是静电纺丝装置和工艺的研究，包括喷头、喷丝头、电极、接收装置等；二是不同材料的静电纺丝技术；三是静电纺纳米纤维膜的应用研究，包括纳米纤维膜作为锂电池隔膜和过滤材料等；四是静电纺丝设备与纳米纤维膜的表征方法研究。
静电纺纤维膜制备
1.聚合物溶液
目前，聚合物纳米纤维膜主要有两大类：一类是有机高分子聚合物（如聚苯乙烯、聚丙烯酸、聚乙烯醇等），另一类是无机
高分子聚合物（如氧化锌、氧化锆、氧化钛等）。
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静电纺丝技术的原理及其在材料科学中的应用
静电纺丝技术的原理及其在材料科学中的应用随着科学技术的不断进步，人们对于材料科学的研究也越来越深入。
材料科学是研究材料制备和性质的学科，它涉及到各种不同的材料，包括金属、陶瓷、聚合物、纳米材料等等。
其中，聚合物材料因其在生活中广泛应用而备受关注。
聚合物材料可以应用于制作纤维、塑料、涂料等，因此也被广泛应用于纺织、汽车、医疗等方面。
而静电纺丝技术在聚合物材料制备领域中扮演着重要的角色。
本文将从静电纺丝技术的原理，以及其在材料科学中的应用方面进行阐述。
一、静电纺丝技术的原理静电纺丝技术是一种制备纤维的方法，它利用了静电力和表面张力的相互作用来产生纤维。
这种方法可以制备出细纤维，其直径一般在几微米到几十微米之间。
静电纺丝技术的原理主要可以分为三个部分：溶液喷射、电荷分布和纤维定向。
首先，静电纺丝技术的第一步是将聚合物材料溶解在有机溶剂中。
这种有机溶剂可以是丙酮、DMF、水等等。
当聚合物溶解在有机溶剂中后，形成的溶液会被输送到一个注射器中。
其次，当聚合物溶液被注入到注射器中后，溶液会通过注射器的喷头被喷射出去。
这种喷射过程会使溶液形成液滴，而液滴的大小主要取决于喷射器喷头的大小和溶液的性质。
然后，这些液滴会在喷射过程中被荷电。
这是因为在液滴喷出喷头的同时，喷头会将电荷转移到液滴表面。
这样，液滴表面就会带有荷电，并形成一个电荷云。
这个电荷云会影响液滴周围的空气，并在液滴周围形成一个静电场。
最后，当液滴喷出喷头后，它们会逐渐失去荷电，并且在空气湿度和温度的影响下开始凝固。
在凝固的过程中，液滴表面的荷电云会逐渐消失，而液滴的表面张力则会促使液滴向外展开。
这样，液滴的形状就会变成一个细长的纤维团簇，并且整个过程会被静电力所主导。
二、静电纺丝技术在材料科学中的应用静电纺丝技术广泛应用于各种领域，包括医学、纺织、滤清器等。
在医学方面，静电纺丝技术已经应用于制备医用面膜、绷带、人工血管等。
在纺织方面，静电纺丝技术可以制备纳米纤维薄片、织物等。
静电纺丝法制备纳米纤维吸波材料的研究进展
静电纺丝法制备纳米纤维吸波材料的研究进展王荣超;于祺;陈平;马明博;陈汉霖【摘要】介绍了吸波材料的未来发展要求,静电纺丝技术在吸波材料制备中的优势,静电纺丝装置及原理,综述了国内外静电纺丝技术在制备纳米纤维吸波剂以及纳米纤维膜两方面的研究进展,提出了用纳米纤维薄膜层间改性复合材料来制备结构功能一体化材料的新方向,并展望了其未来的发展前景.【期刊名称】《纤维复合材料》【年(卷),期】2015(032)003【总页数】3页(P7-9)【关键词】静电纺丝;纳米纤维;吸波性能;吸波剂;纳米纤维薄膜【作者】王荣超;于祺;陈平;马明博;陈汉霖【作者单位】沈阳航空航天大学航空航天工程学部先进聚合物基复合材料辽宁省重点实验室,沈阳110136;沈阳航空航天大学航空航天工程学部先进聚合物基复合材料辽宁省重点实验室,沈阳110136;大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室,辽宁大连116024;沈阳航空航天大学航空航天工程学部先进聚合物基复合材料辽宁省重点实验室,沈阳110136;沈阳航空航天大学航空航天工程学部先进聚合物基复合材料辽宁省重点实验室,沈阳110136【正文语种】中文隐身技术的快速发展对吸波材料提出了“薄、宽、轻、强”的综合要求。
利用静电纺丝技术制备纳米纤维吸波材料具有质轻、长径比大、孔隙率高、比表面积大等优点，因此在吸波材料应用方面拥有广阔的发展空间。
早在20世纪30年代就有利用聚合物制备超细纤维装置的专利报道，之后Taylor对静电纺丝喷射理论做了深入研究，奠定了静电纺丝技术的理论基础[1-3]。
静电纺丝技术被认为是最简单有效的制备连续纳米纤维的方法，中外研究者[4-6]利用此方法制备出多种吸波性能优异的纳米纤维吸波材料，通过调控聚合物纤维层与磁性填充粒子的电磁匹配，可以极大地提高吸波材料的电磁损耗，拓宽吸收频宽；因此静电纺丝技术在隐身技术领域具有广阔的应用前景。
静电纺丝装置主要由高压电源、供液系统和接收器组成(图1)。
静电纺丝工艺与装置的研究进展
综合评 述 一
静 电 纺 丝 工 艺 与装 置 的 研 究 进 展
薛 花， 熊 杰， 李 妮， 刘冠 峰
（ 江理 工 大 学 先 进 纺 织 材 料 与 制备 技 术 教 育 部 重 点 实 验 室 ， 州 ３ ０ １ ） 浙 杭 １０ ８ 摘 要： 主要 综 述 了通 过 改 变 静 电 纺 丝 接 收装 置 制 取 定 向 、 旋 排 列 的纳 米 纤 维 。列举 了 添加 附加 磁 场 、 螺
Ｔ ｙｏ 锥表 面 喷 出 。射 流 先后 经 过 一 个稳 定 和 不 ａ ｌｒ 稳定 的拉 长过程 ， 长 变 细 ， 时溶 剂挥 发 固化 ， 变 同 以
邵东锋 ［ 对 Ｐ ３ ］ ＡＮ／ ＤＭＦ浓 度 ， 电 电压 ， 液 静 溶
挤 出量 ， 接收距 离等 参数进 行 了研 究 ， 发现纤维 直径 随溶液浓 度 的增 加 而增大 ， 电压 的增 加而减小 ， 随 随 接 收距离增 加也 减小 ， 而溶 液 挤 出量 在 一定 范 围内 对纤 维形态 的影 响不 大 。覃 小 红 等ｌ 将 Ｐ ＿ ； ｊ ＡＮ 溶 于 Ｄ ＭＡ 中 ， 得 出了 同样 的结论 。 Ｃ 也
李 妮等 以聚 乙烯醇 和聚丙烯 腈溶 液为原 料进 ］ 行 静 电纺丝 ， 研究 溶 液 性 质对 静 电纺纤 维 形态 的 来 影 响 。实验发 现 随着 溶 液质 量 分 数 的增 加 ， 串珠 明 显 减少 ， 维直 径增 加 ； 纤 溶液 导 电性 的增 加使纤 维直
径 的离散 程度 明显 减小 ， 而对 纤 维 直径 的 大小 和 串
人进行 了研 究 。
１ １ 静 电纺 丝的基本 原理 ．
静 电纺 丝装 置 一般 由高压 电源 ， 喷丝 头 和接 收 装置 ３ 分组成 ， 图 １所示 。聚合 物 的表 面 张力 部 如 与带 电液滴 在喷丝 头 末 端处 于平衡 ， 着 电压 的加 随 大， 液滴被逐 渐拉 长形 成 锥 体 （ ａ ｌｒ ） Ｔ ｙｏ 锥 。当 电场 增加 到临界 值 时 ， 荷斥 力 大 于 表 面 张力 ， 流 从 电 射
静电纺丝技术的影响因素及应用研究综述
静电纺丝技术的影响因素及应用研究综述静电纺丝技术是一种利用静电场将高分子溶液或熔融体拉丝成纤维的方法。
它具有成本低、生产效率高、可以制备纤维细、密、异性结构调控等优势。
近年来，静电纺丝技术在纺织、医药、环境保护等领域得到了广泛应用。
本文将对静电纺丝技术的影响因素及应用研究进行综述。
影响静电纺丝技术的因素主要有以下几个方面：一、高分子材料的选择静电纺丝技术适用于多种高分子材料，例如聚丙烯、聚丙烯腈、聚酯等。
在选择高分子材料时，需要考虑其分子结构、分子量、熔点、溶解性等因素，以确保其适合静电纺丝工艺条件。
二、静电场的强度和分布静电纺丝过程中，静电场的强度和分布对纤维的拉伸和收集起到关键作用。
适当调整静电场的强度和分布可以改善纤维的拉伸性能和形状的均匀性，从而得到质量较好的纤维产物。
三、喷丝喷嘴结构喷丝喷嘴是静电纺丝工艺中至关重要的设备之一，其结构对纤维的形状、尺寸和性能有着重要影响。
合理设计和优化喷丝喷嘴结构，可以提高纤维的拉伸性能和收集效率。
四、工艺参数的优化静电纺丝工艺参数包括喷丝喷嘴的温度、静电场的电压、喷丝溶液的流速等。
合理优化这些工艺参数，可以有效控制纤维的直径、密度和形状，提高纤维的品质和产量。
静电纺丝技术的影响因素主要包括高分子材料的选择、静电场的强度和分布、喷丝喷嘴结构以及工艺参数的优化等方面。
针对这些影响因素，科研人员通过不断的实验研究和工艺探索，已经取得了许多有价值的研究成果。
下面，我们将结合相关研究成果，对静电纺丝技术在纺织、医药和环境保护领域的应用进行综述。
一、静电纺丝技术在纺织领域的应用静电纺丝技术可以制备直径较细的纤维，因此在纺织领域有着广泛的应用前景。
利用静电纺丝技术可以生产出具有纳米级直径的纤维，这种纤维具有良好的透气性、吸湿性和柔软度，被广泛应用于功能性纺织品的制备。
静电纺丝技术还可以制备具有微孔结构的纤维薄膜，这种薄膜可以用于过滤材料、隔离材料等领域。
通过调控静电纺丝工艺条件，可以控制纤维薄膜的孔径和孔隙率，从而获得具有特定过滤性能的纤维膜材料。
静电纺丝技术中的纤维形貌控制研究
静电纺丝技术中的纤维形貌控制研究静电纺丝技术是一种流行而又实用的纳米材料制备方法。
基于静电力作用，这种技术适用于制备纳米纤维和微纺织品等。
静电纺丝技术的优点是制备的纳米纤维具有高比表面积和高度的亚微米结构，因此可以用于各种领域如生物医学、纺织、能源等领域的应用。
而关于纤维形貌控制这一问题，目前尚有待完善，是静电纺丝技术研究的一个重要方面。
静电纺丝过程中纤维形貌的控制是一项难度较大的挑战。
在静电纺丝过程中，纤维形貌主要由纤维的尺寸和形状决定。
因此，影响静电纺丝纤维形貌的因素有很多，如聚合物性质、电场强度、风速、喷嘴直径、聚合物浓度等。
这些因素的控制都需要研究者进行严谨的实验设计和数据分析，以实现最佳的纤维形貌控制。
纤维尺寸控制是静电纺丝中最为重要的问题之一。
在静电纺丝技术中，聚合物的浓度、电场强度和喷嘴直径等都可以影响纤维的尺寸。
聚合物浓度越高，纤维直径越大；电场强度越大，纤维直径则越小；而喷嘴直径也是控制纤维直径的重要因素之一。
静电纺丝技术中实验者通常选择调整以上因素来实现纤维尺寸的控制，同时也可以通过模型建立来寻求更好的方法。
例如采用流场计算方法和有限元分析方法建立模型，可以以更加精确和量化的方式控制纤维的尺寸。
除了纤维尺寸控制之外，纤维形状和纤维结构也是静电纺丝中需重点关注的地方。
纤维的形状可以根据喷嘴形状和电场强度来控制，而纤维的结构可以通过调整材料的物理性质和纺丝条件等来辅助控制。
例如，引入表面活性剂等化学物质可以修饰纤维表面，从而影响纤维在静电纺丝过程中的扭曲和起伏程度，从而进一步控制纤维的结构。
同时，在应用方面，静电纺丝技术可以结合其他纳米技术，如干胶凝胶、电解沉积，来制备具有多层结构和二维纺织品等，从而实现更为精细化的纤维形貌控制。
在静电纺丝技术的研究和应用过程中，纤维形貌控制是一个非常关键的问题。
通过调整各种条件和应用多种技术手段，在控制纤维尺寸、形状和结构等方面，可以大大提高纤维质量和应用性能，并推动静电纺丝技术的发展。
PPV_PVA复合纳米纤维的制备
PPV/PVA复合纳米纤维的制备3张 文1,黄宗浩1,汪 成1,闫尔云1,孙海珠1,陈 莉1,李永舫2,杨春和2 (1.东北师范大学化学学院,吉林长春130024;2.中国科学院化学所有机固体重点实验室,北京100101)摘 要: 用静电纺丝法制备电子聚合物聚对苯乙炔(PPV)与非共轭聚合物聚乙烯醇(PVA)的复合纳米纤维。
对复合纳米纤维的发光性质和形态进行了表征。
与PPV薄膜相比,复合纳米纤维的发射光谱在PPV 含量较高时(如1∶1(质量比)时)变化不明显;而含量较低时(如1∶4(质量比)时)有明显的蓝移现象;当PPV的含量非常低时(如1∶99(质量比)时),光谱的蓝移值趋于确定。
关键词: 电子聚合物;聚对苯乙炔(PPV)/聚乙烯醇(PVA)纳米纤维;静电纺丝;复合材料中图分类号: T G171文献标识码:A 文章编号:100129731(2006)04205672031 引 言静电纺丝(elect ro spinning)是上世纪30年代发现的制备高分子超细纤维的方法[1,2]。
近年来,Reneker 等人对静电纺丝工艺及应用作了较深入的研究,已制得20多种聚合物纤维并部分实现产业化[3]。
2002年,MacDiarmid等人报道了采用静电纺丝法制备出的电子聚合物聚苯胺纳米电纺纤维[4]。
当前,静电纺丝作为一种简单而通用的制备纳米纤维的方法,已引起了越来越多的关注。
聚对苯乙炔[poly(p henylene vinylene),PPV]具有优良的发光[5]、光伏转换[6]、光学非线性[7]及掺杂导电[8]等功能特性,同时具有常温下空气中稳定、制备工艺简单、成本低廉并易提纯和前聚物易溶、易加工等优点,是一种具有光电多功能特性的代表性电子聚合物;但PPV本身不溶于常见的溶剂,因此需在前聚物时加工成型。
聚乙烯醇[poly(vinyl alcohol)2PVA]具有良好的化学和热稳定性[9],并能与不同的溶剂形成物理凝胶,适于独立或作为基础材料与其它材料共混加工成型。
PVA纳米纤维膜的制备及结构性能的研究的开题报告
CTAB/NaSal/PVA纳米纤维膜的制备及结构性能的研究的开题报告一、研究背景近年来，纳米纤维膜作为一种新型的材料，在生物医药、环保等领域发挥了重要的作用。
纳米纤维膜具有高比表面积、独特的孔结构、良好的机械性能和生物相容性，因此广泛应用于组织工程、药物输送、过滤等领域。
目前，纳米纤维膜的制备方法一般分为溶液旋转、静电纺丝、气相沉积等。
其中，静电纺丝法是一种较为常见的制备方法，可以制备出具有不同孔径、孔隙度和表面形貌的纳米纤维膜。
但是，静电纺丝法制备的纳米纤维膜往往存在成膜难度大、膜层质量不稳定等问题。
为解决这一问题，本研究将采用含有阳离子表面活性剂CTAB、NaSal和PVA的混合溶液进行静电纺丝，制备具有一定厚度、较好机械性能和孔结构的纳米纤维膜。
二、研究内容本研究将重点探究CTAB/NaSal/PVA静电纺丝制备纳米纤维膜的制备工艺，研究其对纳米纤维膜形貌、孔径、孔隙度、纤维直径等性能的影响，进一步探究其结构性能，包括力学性能、表面性质和生物相容性。
三、研究方法和技术路线本研究将采用CTAB、NaSal和PVA为主要材料的混合溶液进行静电纺丝，通过改变制备工艺条件，如电压、输液速度、距离等参数，制备出具有不同形貌和性能的纳米纤维膜。
利用SEM、TEM等测试手段对纳米纤维膜进行表征，探究其孔径、孔隙度和纤维直径等形貌性质。
同时利用FTIR、XRD、TGA等化学分析手段对纳米纤维膜的成分结构进行分析，探究CTAB、NaSal和PVA在静电纺丝过程中的相互作用机制。
最后，利用微压测力仪、接触角测量等实验手段，对纳米纤维膜的力学性能和表面性质进行测试，探究其生物相容性。
四、研究意义本研究拟通过静电纺丝制备CTAB/NaSal/PVA纳米纤维膜，探究其制备工艺、结构性能和应用价值，研究结果可以为纳米纤维膜制备及应用提供参考，具有重要的学术和应用意义。