静电纺丝纳米纤维膜
静电纺丝技术在制备复合材料中的应用

静电纺丝技术在制备复合材料中的应用随着科技的发展,纳米材料作为一种新型材料,在各个领域开始逐渐发挥重要作用。
复合材料由于具有轻量、强度高、耐腐蚀等特点,成为了新一代使用广泛的材料。
静电纺丝技术作为一种制备纳米材料的方法,也为复合材料的制备提供了新的思路和手段。
1. 静电纺丝技术简介静电纺丝技术(Electrospinning)是指通过高电压作用下的静电场将液体喷出成纤维状的技术。
该技术的优点是可以制备直径在几纳米到几微米之间的高表面积纳米纤维,并且制备过程简单、成本低廉。
因此,静电纺丝技术在纳米材料的制备过程中得到了广泛的应用。
2. 制备复合材料的方法复合材料通常由两个或多个不同类型的材料经过加工处理后组合在一起形成新的材料。
因此,制备复合材料的方法具有多样性。
常见的制备复合材料方法有热压法、覆盖法以及浸渍法等。
3. 静电纺丝技术作为一种新型的材料制备方法,被广泛应用在复合材料的制备过程中。
具体应用方式包括以下几个方面:(1)制备纳米纤维加强体静电纺丝技术可以制备出大量直径在几纳米到几微米之间的高表面积纳米纤维。
这些纳米纤维作为复合材料中的加强体,可以显著提高复合材料的强度等物理性能。
(2)制备纳米纤维模板利用静电纺丝技术制备出的纳米纤维可以作为模板,骨架模型和低温烧蚀模板等等。
这些模板可以用于不同种类的复合材料制备中,可以控制所制得的材料的形貌和结构。
(3)制备纳米纤维复合材料在静电纺丝技术的制备过程中,可以将纳米纤维与其他材料混合在一起,最终形成纳米纤维复合材料。
这种复合材料不仅可以保留纳米材料的优良性能,同时也可以保留其他材料的特点,形成新的性能优越的复合材料。
4. 静电纺丝技术在未来发展中的应用前景随着静电纺丝技术的发展,越来越多的应用场景被开发出来。
未来,静电纺丝技术将在以下领域取得更广泛的应用:(1)医疗卫生领域:利用静电纺丝技术可以制备出纳米级别的药物输送系统和医用敷料等等。
(2)环境领域:通过静电纺丝技术可以制备出纳米级别的纤维膜,用于水处理、空气净化等领域。
静电纺丝法制备胆固醇-g-聚乳酸液晶/聚乳酸复合纳米纤维膜

醇-一 g聚乳酸/ 乳酸 ( HO ..D L / D L 复合纳 米纤 维膜 , 究 了 C O 聚 C LgP L A P L A) 研 H L在 表 面 修饰 前 后 对 复合 纳米 纤维 膜 的形貌 、组分 问 的界 面相容 性 、 隙率 、 伸强 度和 细胞 相容性 的影 响. 孔 拉
增 强 材料表 面 上细胞 的黏 附 、 分化 和增 殖 , 实现 对 细胞形 态 的调控 j 固醇 ( H L 是 细胞 膜 的 并 .胆 CO )
基 本成 分 , 细胞 膜具 有热 力学 亲和 作用 , 且能 改变 细 胞膜 的性质 ,具 有调 节 细 胞 膜磷 脂 双 分 子层 对 并 的结 构 和动 态行 为 的生理 学特 点 .C L在体 内的平衡 程度 对细 胞生 存至关 重要 , 细胞 的信 号传 导 、 HO 对 黏 附 和迁移 都具 有重 要 意义 J 用 C L修饰 生物 材料 ,可赋 予 材料 良好 的细 胞 亲 和性 ,促 进 细胞 .采 HO 的附着 和增 殖 .此 外 , HO C L衍 生 物还 具 有 特 殊 的液 晶驱 动 性 质 “ .基 于 材 料 与 细 胞 的 相互 作 j 用 , 计具 有 液 晶态 的支架 材料 , 能更好 地模 拟 生物体 内结 构 , 予材料 优 异 的细胞 相容 性. 设 则 赋 静 电纺 丝技 术 ( l tsin g 是一 种简 便 易 行 的新 型 多孔 支 架 材 料 制备 方 法 ,可 制 备 纳 米 到亚 Ee r pn i ) co n
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
于 C O /DL H L P L A.体外骨髓间充质干细胞培养结果显示 , H LgP L A P L A复合纳米 纤维 膜具有 良好 C O ——D L / D L 的细胞相 容性 , 且优于相应 的 P L A和 C O / D L DL H L P L A纳米纤维膜 .
静电纺丝法制备pi隔膜

静电纺丝法制备pi隔膜
静电纺丝法是一种制备超薄纳米纤维膜的有效方法,具有纤维直径小、表面积大、孔隙率高、精细程度一致等特点。
研究者以聚酰亚胺(PI)为核材,聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)为壳材,通过同轴静电纺丝法制备了PI/PVDF-HFP复合隔膜。
具体来说,研究者将PI和PVDF-HFP分别作为核材和壳材,通过同轴静电纺丝技术进行制备。
在静电纺丝过程中,核材和壳材的溶液通过同一喷头喷出,然后在电场力的作用下进行拉伸和固化。
其中,核材的直径较小,而壳材的直径较大,这样可以保证核材在复合隔膜中的中心位置。
制备出的PI/PVDF-HFP复合隔膜具有优异的性能。
与Celgard 2400相比,PI/PVDF-HFP隔膜在200℃时表现出可忽略不计的热收缩和优异的阻燃性,同时具有更高的孔隙率和电解质吸收率以及出色的润湿性,有利于降低界面阻抗并提高离子电导率。
配备PI/PVDF-HFP隔膜的4.5V高压LiCoO2/Li电池的初始放电比容量为181mAh/g,循环300次后容量保持率为95%,同时还显示出优异的倍率性能。
加速量热法(ARC)测试表明,配备PI/PVDF-HFP隔膜的4.5V LiCoO2/Li电池的热失控起始温度为190℃,表明PI/PVDF-HFP隔膜具有出色的安全性。
因此,通过静电纺丝法制备的PI/PVDF-HFP复合隔膜具有良好的热稳定性、阻燃性、电解质吸收率和电化学性能,可以满足电池隔膜的要求。
静电纺纳米纤维与药物控制释放

静电纺纳米纤维与药物控制释放陈义旺博士、教授、博士生导师、洪堡学者。
南昌大学化学系主任,理学院副院长。
摘要将抗肿瘤药物通过静电纺丝的方法装载到纳米纤维中以实现药物的控制释放,载药纳米纤维具有较低的药物突释效应,延长药物释放时间,并且从纳米纤维中缓释的抗肿瘤药物能很好地抑制HepG-2细胞的生长。
负载抗肿瘤药物的电纺纳米纤维膜纤维能很好的应用于药物缓释系统,对肿瘤进行定位治疗及癌症手术后的化疗有很好的应用前景。
药物的控制释放一直是药物治疗领域中的重要课题。
纳米纤维具有纵横交错的纳米孔结构、尺寸可控性好、比表面积大,是一种良好的新型载药系统;纳米纤维是封装药物的理想材料,它不但能将固体药物以颗粒形式封装入纤维内,还可以将液体药物以双层纤维或链珠状纤维形式进行封装[1,2]。
因此,纳米纤维及其复合材料在药物控释系统、组织工程支架、伤口敷料等领域均得到了广泛的应用[3,4]。
研究内容1.溶液电纺或乳液电纺PEG-PLLA/明胶复合纤维纳米纤维担载亲水/疏水药物控制释放及抗肿瘤活性研究[5-7]应用。
PEG-PLLA纳米纤维作为大环内酯类抗生素药物布雷菲德菌素A(BFA)的控制释放系统,用HPLC测定药物BFA在PBS溶液中的释放曲线,结果表明药物可以长时间的控制释放。
用MTT法对含有3%,6%,9%,12%和15%BFA的纳米纤维进行体外抗肿瘤活性测试(人肝癌HepG2细胞),细胞生长抑制率在72h分别为64%,77%,80%,81%和85%。
结果证明担载BFA的PEG-PLLA纳米纤维(BFA/PEG-PLLA)的对药物BFA 有很好的控释效果,适合癌症的术后化疗。
通过乳液电纺方法成功将亲水药物头孢拉定及疏水的药物五氟尿嘧啶装载入PLGA纤维中,同时装载天然蛋白明胶来提高纤维的细胞粘附能力。
装载明胶的纤维具有很好亲水性及力学性能,乳液电纺纤维具有低的药物突释效应,具有低的毒性及有利于成纤细胞吸附及增殖,进一步通过明胶表面改性,能很好的应用于组织工程及药物缓释系统中。
静电纺丝法简介.doc

CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 硕士生课程论文题目静电纺丝法简介学生姓名张辉华学号133511018指导教师秦毅红学院冶金与环境学院专业冶金工程完成时间2014.5.27静电纺丝法简介摘要:静电纺丝法是聚合物溶液或熔体在静电作用下进行喷射拉伸而获得纳米级纤维的纺丝,作为一种新颖的纳米纤维制备方法,具有许多一般纳米纤维制备法没有的优点,在国内外一直引起广泛的关注。
本文主要是介绍了静电纺丝的基本原理以及研究重点,同时简要地介绍了此方法在电池材料一起其他材料上的应用。
前言静电纺丝就是高分子流体静电雾化的特殊形式,此时雾化分裂出的物质不是微小液滴,而是聚合物微小射流,可以运行相当长的距离,最终固化成纤维。
静电纺丝技术在1934年首先由Formhals[1]提出, 随后的相当长一段时间又有多项专利出现。
近年来,随着纳米材料研究的兴起,人们发现由电纺制得的纤维的直径可以达到纳米级,使得这种技术重新受到重视并出现了大量的文献[2]。
目前, 主要是从事材料、化工和高分子领域的科学家在研究静电纺丝。
1 静电纺丝实验装置与基本原理1.1 电纺过程所需设备高压电源,溶液储存装置,喷射装置( 如内径 1 mm 的毛细管) 和收集装置( 如金属平板、铝箔等) 。
图1为传统的单纺装置。
图1 经典的静电纺丝装置示意图高压静电场(一般在几千到几万伏) 在毛细喷丝头和接地极间瞬时产生一个电位差,使毛细管内聚合物溶液或者熔融体(一般为非牛顿流体) 克服自身的表面张力和粘弹性力,在喷丝头末断呈现半球状的液滴。
随着电场强度增加,液滴被拉成圆锥状即Taylor锥。
当电场强度超过一临界值后,将克服液滴的表面张力形成射流(一般流速数m/s),在电场中进一步加速,直径减小,拉伸成一直线至一定距离后弯曲,进而循环或者循螺旋形路径行走,伴随溶剂挥发或熔融体冷却固化,终落在收集板上形成纤维,直径一般在几十纳米到几微米之间。
除去传统的单纺丝还有其他的一些纺丝方式,如同轴静电纺丝,共轴复合纺丝就是将两种不同聚合物溶液预先不经混合, 而是各自在电场力的驱动下共轴喷射经过同一个毛细管或注射器针头出口,得到连续的复合纤维的方法,该纤维具有核-壳结构。
当3D打印与静电纺丝相遇,会碰出怎样的火花呢?

当3D打印与静电纺丝相遇,会碰出怎样的火花呢?“3D打印”,这个概念,最近在艺术圈和科技圈都火了一波。
只要在电脑上建立一个3D模型,就能分毫不差地得到想要的实物,简直就像哆啦A梦口袋里的黑科技!而静电纺丝是一项能制备纳米级到微米级纤维的技术,相比于其他方法,该技术更加方便、简单、灵活,而且可以适用于大部分聚合物。
静电纺纳米纤维膜具有比表面积大,孔隙率高等特点,已经得到了人们广泛的关注。
在静电纺丝行业,3D打印技术越来越受到人们的重视,研究者们开始思考如何将静电纺丝与3D打印相结合,成为一个整体。
3D打印软骨澳大利亚昆士兰科技大学DietmarW.Hutmacher教授团队介绍了如何利用生物相容性材料更为有效地修复人体组织,尤其是关节软骨。
由于软骨既要有一定的机械强度又要有柔韧性,因此研究人员测试一种新的水凝胶和超细纤维支架合成材料,来可以改变此现状。
在2011年《Advanced Materials》上其第一次公开制备该技术。
研究人员们使用了一种新的3D打印技术——熔体静电纺丝写入(melt electrospinning writing),这是一种使带电荷的聚合物熔体在静电场中形成射流来制备聚合物超细纤维的加工方法。
该方法有助于提供用于细胞生长的空间,同时对细胞所需的机械刚性也有一定的帮助。
最终打印出的结构不仅能够实现自然愈合,而且对促进新组织的生长有帮助。
这项革命性的基于静电纺丝原理的3D打印技术,为生物医学研究人员打开了大门。
3D打印仿生支架生物打印的挑战很大程度上在于保持细胞存活——在大多数情况下,这些细胞需要一种结构来提供生存的稳定性,无论是在体内还是在实验室中。
对于参与组织工程的科学家来说,关键是尽可能地模拟细胞外基质(ECM)。
最近的发展趋势包括使用纤维网络制造支架,而静电纺丝则提供了一种成功的制造模式。
然而,由于静电纺丝过程中产生的纤维通常会导致孔尺寸不足和厚度低于“块状支架”的2D膜,因此也会出现挑战。
静电纺丝技术制备纳米纤维的研究进展

静电纺丝技术制备纳米纤维的研究进展近年来,随着纳米科技的快速发展,纳米材料的研究在各个领域得到了广泛应用。
其中制备纳米纤维的技术,成为了研究热点之一。
静电纺丝技术便是一种制备纳米纤维的重要手段,由于其简单易行、成本低廉、操作方便等优点,已经成为应用最为广泛的方法。
本文将从静电纺丝技术的基本原理、研究进展、应用展望三个方面进行论述。
第一部分:静电纺丝技术的基本原理静电纺丝技术是一种通过电场作用将溶液中的大分子材料拉伸成纳米级别的纤维的方法。
该技术主要依靠静电相互作用力和表面张力之间的竞争关系,来控制和定向溶液中的高分子纤维进行拉伸。
静电纺丝技术的基本原理可归纳为以下三个步骤:1. 溶液制备:制备静电纺丝纤维的首要步骤是制备高分子材料的溶液。
该溶液需要具有一定的粘度和表面张力,一般可以使用有机溶剂来溶解高分子材料。
2. 高电场加薄膜涂布:在静电纺丝设备上沉积一个高电场,并用喷雾器将高分子溶液轻松喷射在一个导电性或吸附性基底上。
溶液被均匀覆盖在导电性或吸附性基底上的一个细长的液体线。
3. 拉伸和固化:在高电场的作用下,溶液会变成一条液体纤维,并开始在导电性或吸附性基底上放置。
同时,高分子纤维的拉伸也在进行中。
将纤维固化并从基底上分离出来即可。
第二部分:静电纺丝技术的研究进展在纳米科技的发展进程中,静电纺丝技术是一种应用领域十分广泛的制备纳米材料的方法。
自2006年被应用于生物材料制备以来,该技术受到了越来越多的关注和研究。
近年来,静电纺丝技术发展的主要方向是,探索新型高分子材料,提高制备效率,改善纤维纳米结构控制技术。
下面,我们分别从这三个方面进行探讨。
1. 探索新型高分子材料静电纺丝技术的应用范围很广,主要用于制备聚合物、纺织品、纳米印刷等领域的高分子材料。
近几年,研究人员广泛探索各种新型的高聚物材料,如壳聚糖、聚乳酸、DNA、蛋白质等。
这些新型材料的引入,不仅增加了高分子材料领域的研究深度,同时也拓宽了静电纺丝技术在工业上的应用范围。
静电纺丝法制备PVDF纳米纤维

摘 要: 静电纺丝法是聚合物溶液或熔体在静电作用下进行喷射拉伸而获得纳米级纤维的纺丝方法ꎮ 聚偏氟乙烯 ( PVDF) 具有优异的压电性能ꎬ而通过静电纺丝技术制得的聚偏氟乙烯静电纺丝膜具有高孔隙率、轻薄柔韧、透气性好等 优点从而广泛应用在传感材料、电池隔膜和生物材料等领域ꎮ 为了研究最适纺丝工艺ꎬ本文通过调节不同的纺丝电压、聚 合物溶液浓度以及 NꎬN - 二甲基甲酰胺( DMF) 和四氢呋喃( THF) 的溶剂配比ꎬ利用静电纺丝的方法制备 PVDF 纳米纤维ꎬ 并使用扫描电镜对纤 维的微观形貌表征ꎬ 以及乌式黏度计对纺丝液 黏度进行测试ꎮ 结果表明: 当纺丝液浓 度 为 10% PVDFꎬ混合溶剂配比为 DMF∶ THF 为 60∶ 40ꎬ纺丝电压为 15 kV 时ꎬ电纺的 PVDF 纤维膜直径分布均匀ꎬ具有良好的微观形 貌ꎬ并且孔隙率高ꎮ
积比为 80∶ 20 时ꎬ由于溶液黏度过大ꎬ导致纺丝困 难ꎬ所得到的制品呈由细小纤维相互连接的片状结 构ꎬ不具备使用性能ꎬ如图 4(d)所示ꎮ
( a) DMF / THF 体积比 40∶ 60 ( b) DMF / THF 体积比 60∶ 40
( c) DMF / THF 体积比 70∶ 30
目前大量研究人员对静电纺丝法制备 PVDF 纳 米纤维膜的工艺参数进行研究ꎮ Lígia 等[2] 研究了 PVDF 溶液的浓度对 PVDF 结晶相的影响ꎮ 低浓度 PVDF 溶液制得的薄膜中的小液滴主要以 β 相存在 ( 静电喷雾) ꎬ高浓度 PVDF 溶液制得的无纺布网的 纤维主要为特定的 β 相ꎬ其直径在纳米到微米之 间ꎮ C. Ribeiro[3] 研究纺丝电压、 推料流量、 针头直 径和转速等因素对 PVDF 薄膜纳米纤维形态及其多 态性的影响后ꎬ发现在 15 ~ 30 kV 内外加电压越高ꎬ 薄膜中 β 相的含量就会越低ꎬ但差别很小ꎮ 毛梦烨 等[4] 研究了静电纺丝聚偏氟乙烯纳米纤维膜的晶 型结构与纺丝参数的关系ꎮ 发现当溶液质量分数为 12% 时制得的 PVDF 中 β 相含量较高ꎬ且随着纺丝 电压的增加ꎬ纤维结晶度和 β 相的含量也会增大ꎮ Luongo[5] 探究了聚偏氟乙烯受强电场后熔融结晶形 态的变化ꎬ提出了调控聚偏氟乙烯 β 相晶结构的新 思路ꎮ Andrcw 等[6] 探究了电纺制备 β 相聚偏氟乙
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静电纺丝就是高分子流体静电雾化的特殊形式,此时雾化分裂出的物质不是微小液滴,而是聚合物微小射流,可以运行相当长的距离,固化成纤维。
静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺,聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝。
在电场作用下,液滴会由球形变为圆锥形(即“泰勒锥”),并从圆锥延展得到纤维细丝。
这种方式可以生产出纳米级直径的聚合物细丝。
静电纺丝
我们提供各种静电纺丝纤维膜,纤维直径500-2000nm的聚乳酸、聚砜、聚己内酯、聚乙烯醇、明胶纤维膜和聚酯、聚酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯腈柔性高聚物静电纺丝等。
聚偏氟乙烯静电纺丝纤维膜纤维直径500-2000nm
PVDF纤维膜
静电纺丝聚偏氟乙烯(PVDF)纤维膜具有比表面积大、孔隙率高和电解液润湿性好等优点
检测报告:随货形貌分析,提供扫描电镜纤维直径孔径红外孔隙率分析
用途:静电纺丝制备的纳米材料,能够应用于生物高分子材料领域,电池隔膜,过滤材料,催化剂,传感器等各个领域
聚乳酸纤维膜纤维直径500-2000nm
PLA纳米纤维膜
检测报告:随货形貌分析,提供扫描电镜纤维直径孔径红外孔隙率分析
用途:静电纺丝制备的纳米材料,能够应用于生物高分子材料领域,电池隔膜,过滤材料,催化剂,传感器等各个领域
聚己内酯纤维膜纤维直径500-2000nm
PCL纳米纤维膜
检测报告:随货形貌分析,提供扫描电镜纤维直径孔径红外孔隙率分析
用途:静电纺丝制备的纳米材料,能够应用于生物高分子材料领域,电池隔膜,过滤材料,催化剂,传感器等各个领域
聚乳酸-羟基乙酸共聚物纤维膜纤维直径500-2000nm
PLGA纳米纤维膜
检测报告:随货形貌分析,提供扫描电镜纤维直径孔径红外孔隙率分析
用途:静电纺丝制备的纳米材料,能够应用于生物高分子材料领域,电池隔膜,过滤材料,催化剂,传感器等各个领域
聚苯乙烯纤维膜纤维直径500-2000nm
PS纳米纤维膜
检测报告:随货形貌分析,提供扫描电镜纤维直径孔径红外孔隙率分析
用途:静电纺丝制备的纳米材料,能够应用于生物高分子材料领域,电池隔膜,过滤材料,催化剂,传感器等各个领域
聚乙烯醇纤维膜纤维直径500-2000nm
PVA纳米纤维膜
检测报告:随货形貌分析,提供扫描电镜纤维直径孔径红外孔隙率分析
用途:静电纺丝制备的纳米材料,能够应用于生物高分子材料领域,电池隔膜,过滤材料,催化剂,传感器等各个领域
聚乙烯吡咯烷酮纤维膜纤维直径500-2000nm
PVP纳米纤维膜
检测报告:随货形貌分析,提供扫描电镜纤维直径孔径红外孔隙率分析
用途:静电纺丝制备的纳米材料,能够应用于生物高分子材料领域,电池隔膜,过滤材料,催化剂,传感器等各个领域
明胶纤维膜纤维直径500-2000nm
Gelatin纳米纤维膜
Gel纳米纤维膜
检测报告:随货形貌分析,提供扫描电镜纤维直径孔径红外孔隙率分析
用途:静电纺丝制备的纳米材料,能够应用于生物高分子材料领域,电池隔膜,过滤材料,催化剂,传感器等各个领域
聚氧化乙烯纤维膜纤维直径500-2000nm
PEO纳米纤维膜
检测报告:随货形貌分析,提供扫描电镜纤维直径孔径红外孔隙率分析
用途:静电纺丝制备的纳米材料,能够应用于生物高分子材料领域,电池隔膜,过滤材料,催化剂,传感器等各个领域
聚偏氟乙烯纤维膜纤维直径500-2000nm
PVDF纳米纤维膜
检测报告:随货形貌分析,提供扫描电镜纤维直径孔径红外孔隙率分析
用途:静电纺丝制备的纳米材料,能够应用于生物高分子材料领域,电池隔膜,过滤材料,催化剂,传感器等各个领域
聚丙烯腈纤维膜纤维直径500-2000nm
PAN纳米纤维膜
检测报告:随货形貌分析,提供扫描电镜纤维直径孔径红外
孔隙率分析
用途:静电纺丝制备的纳米材料,能够应用于生物高分子材料领域,电池隔膜,过滤材料,催化剂,传感器等各个领域
聚砜纤维膜纤维直径500-2000nm
PSF纳米纤维膜
聚砜纤维膜就是采用聚砜材料造成的中空纤维膜,简称就是PSF 中空纤维膜,通常是用于浓缩分离的。
PLGA空白膜10*10cm
PLGA光敏剂膜10*1 0cm
电纺丝纤维膜负载(1%的光敏剂) /L-精氨酸膜
检测报告:随货形貌分析,提供扫描电镜纤维直径孔径红外孔隙率分析
用途:静电纺丝制备的纳米材料,能够应用于生物高分子材料领域,电池隔膜,过滤材料,催化剂,传感器等各个领域。