基于静电纺丝技术的纳米纤维超滤膜的制备实例
静电纺丝法制备聚酰亚胺纳米纤维
ｏ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ， ｒ ｉ １ ０ ８ ． Ｃ ｉ ａ） ｆ Ｓ ｉｎ ｅａ ｄ Ｔｅｈ ｏｏ ｙ Ｈａ ｂｎ ５ ０ ０ ｈｎ
ｗｈｉ ｈ ｒ ｅ ｐｅ ｔ ｄ ｏ ｅ ｐｐ ｉ ｄ ｎ ｅ － ｅ ｉ ｔ ｎｔ ｅ ａ ａ ｉ ｆｅ ｄ． ｗ ｅ ｅ ｂ ａ ｎ ｔ ｒ ｇｈ ｉ ｃ ａ ｅ ｘ ｃ ｅ ｔ ｂ ａ ｌｅ ｉ ｈ ａｔｒ ｓｓ ａ ｓ ｐ ｒ ｔｏｎ ｉ ｌ ｒ ｏ ｔ ｉ ｅｄ ｈ ｏｕ ｈ ｇｈ ｖ ｌａ ｅ ｔ ｔｃ ｌ ｔ ０ｓ ｎ ｎ ｏ ｔ ｇ ｓ ａ ｉ ｅ ｅｃ ｒ ｐｉ ｎｉ ｇ． Ｋｅ ｗｏ ｄ ｅｌ ｔ ０ ｐ ｎｎ ｎｇ： ｌ ｉ ｅ； ｎ ｆ ｂ ｒ； ｏ — ｖｅ ｙ ｒ ｓ： ｅｃ ｒ ｓ ｉ ｉ ｐｏ ｙｍ ｄ ｎａ ｏ ｉ ｅ ｎ ｎ ｗｏ ｎ
ｔｏ ｓ ｉ ｅｔ ｅ ｔ ｓ ｒ ｔ ｅ ｎｄ ｒ ｐｅ ｔｅｓ ｉ ｎ ｈ ｐ ｂ ｗｅ ｎ ｉｓ ｔ ｕｃ ｕｒ ａ ｐ ｏ ｒ ｉ ｗａ ｄ ｓ ｕ ｓ ｓ ｉ ｃ ｓ ｅｄ．Ｐｏｌ ｉ ｉ ｅ ｎ ｆｂ ｅ ｏｎ ｖ ｎ ｆ ｂ ｉ ｓ ｙ ｍ ｄ ｎａ ｏ ｉ ｒ ｎ ｗｏ ｅ ａ ｒｃ ．
维普资讯
绝缘材料
２ ０ ，９ ６ ０６３（）
王兆礼等 ：静电纺丝法制备聚酰亚胺纳米纤维
７
静电纺丝法制 备聚酰亚胺纳米纤维
王 兆礼 ， 张 明艳 ， 张玉 军
（ 尔滨理工大学 材料科学 与工程学 院．哈尔滨 １ ０ ４ ） 哈 ５ ０ ０
摘要 ： 采用溶胶凝胶 法合成 了聚酰胺酸溶液 （ ＡＡ） 并通过高压静 电纺丝技术， Ｐ ， 利用合成得到 的 Ｐ ＡＡ溶液制备出 Ｐ ＡＡ纳 米纤维无纺布，将 Ｐ Ａ 纳米纤维无纺布 经等 温阶梯升温热亚胺 化得到聚酰亚胺纳米纤维无 纺布。用傅立叶红外光谱仪 Ａ （ ＴＩ 表征了样品 的化学结构， Ｆ Ｒ） 原于力显微镜（ ＦＭ） Ａ 和扫描电子显微镜（ Ｅ 表征了无纺布膜 的形貌特征。试验得到具 Ｓ Ｍ）
静电纺丝技术在纳米材料制备中的应用
静电纺丝技术在纳米材料制备中的应用第一章：引言静电纺丝技术是一种利用静电力将聚合物溶液或熔体纺丝成纤维的方法。
近年来，静电纺丝技术在纳米材料制备领域中得到了广泛应用。
通过调控工艺参数和纺丝材料的性质，可以制备出具有纳米尺寸特征的纤维，这些纤维在领域中具有广泛的应用前景。
本文将介绍静电纺丝技术在纳米材料制备方面的应用，并分析其特点和优势。
第二章：静电纺丝技术的基本原理静电纺丝技术是利用静电力将聚合物溶液或熔体纺丝成纤维的一种方法。
这种技术主要包括三个步骤：溶液或熔体的供给、纺丝过程和纤维收集。
在溶液供给过程中，需要将聚合物溶液或熔体通过泵等装置均匀供给到纺丝喷头的喷孔上。
纺丝过程中，喷孔处的溶液或熔体受到高电压的作用形成静电纺丝锥，然后在电场的作用下，纺丝锥会逐渐收缩并形成纤维。
最后，纤维在纤维收集器上被固定下来。
第三章：静电纺丝技术在纳米材料制备中的应用3.1 纳米材料制备静电纺丝技术可以制备具有纳米尺寸特征的纤维，这对于纳米材料的制备非常有意义。
利用静电纺丝技术可以制备出纤维的直径在几百纳米至几微米之间的材料。
纤维的直径可以通过调节纺丝工艺参数和溶液或熔体的性质进行调控。
因此，通过改变纺丝条件和材料的性质，可以制备出具有不同直径的纳米纤维。
这种纳米纤维在微纳米器件、过滤材料、吸附材料等领域具有广泛的应用前景。
3.2 纳米复合材料的制备静电纺丝技术还可以在纳米材料制备中用于制备纳米复合材料。
通过将纳米材料与聚合物溶液或熔体进行混合，可以在纤维中均匀分散纳米颗粒。
这样制备得到的纤维具有纳米尺寸的纤维和均匀分布的纳米颗粒，可以实现材料性能的多重调控。
这种纳米复合材料在材料科学、能源领域等方面有着潜在的应用前景。
3.3 纳米纤维膜的制备静电纺丝技术还可以制备出纳米纤维膜。
纳米纤维膜具有高比表面积、高孔隙率等特点，具有广泛的应用前景。
例如，在过滤材料领域，纳米纤维膜可用于有效过滤微小颗粒物，如空气中的细菌、病毒等。
纳米纤维膜材料的制备及其过滤性能研究
纳米纤维膜材料的制备及其过滤性能研究随着科技的不断进步和社会的发展，纳米技术成为了研究的热点领域。
其中，纳米纤维膜材料作为一种重要的纳米材料，在过滤领域具有潜力巨大的应用前景。
本文将探讨纳米纤维膜材料的制备方法以及其在过滤性能方面的研究。
一、纳米纤维膜材料的制备方法1. 电纺法电纺法是最常用的制备纳米纤维膜的方法之一。
该方法利用高电压将聚合物液体或溶液喷射成纤维，经过固化之后形成纳米纤维膜。
电纺法制备的纳米纤维膜具有高比表面积、细小的孔隙尺寸和良好的微观结构。
2. 真空过滤法真空过滤法通过将聚合物溶液放置在具有微米级孔隙的膜上，利用真空抽取溶剂，使聚合物溶液在膜上形成纳米纤维状。
真空过滤法制备的纳米纤维膜具有较高的孔隙率和良好的渗透性能。
3. 相转移法相转移法是一种通过界面活性剂调控纳米纤维的制备方法。
通过调节界面活性剂的浓度和类型，使其在水溶液-有机溶液界面产生交互作用力，从而形成纤维状的纳米材料。
二、纳米纤维膜材料的过滤性能研究1. 孔隙结构控制纳米纤维膜的孔隙结构对其过滤性能具有重要影响。
研究人员可以通过调节电纺工艺中的参数，如电压、喷丝距离和聚合物浓度等，来控制纳米纤维膜的孔隙尺寸和分布。
此外，不同的制备方法也会对孔隙结构产生影响，如真空过滤法制备的纳米纤维膜具有较大的孔隙尺寸。
2. 渗透性能研究纳米纤维膜作为过滤材料，其渗透性能是一个非常重要的性能指标。
研究人员通过测量纳米纤维膜的渗透通量和截留率来评估其过滤性能。
在研究中，可以通过调节纳米纤维膜的厚度、孔隙结构和材料表面性质等因素，来改善纳米纤维膜的渗透性能。
3. 应用研究纳米纤维膜材料具有广泛的应用前景。
在饮用水和废水处理中，纳米纤维膜可以有效去除微小的悬浮物和溶解物质。
此外，在空气过滤领域，纳米纤维膜也可以用于过滤空气中的颗粒物，提供更好的室内空气质量。
在生物医学领域，纳米纤维膜还可以应用于组织工程、药物传输等方面。
总结：纳米纤维膜材料的制备及其过滤性能研究对于开发高效的过滤材料具有重要意义。
静电纺PAN纳米纤维多孔膜的微观结构与过滤性能
修 回 日期 ：０ １ ０ ０ ２ １ — ３— ８
基 金 项 目 ： 育 部 长 江 学 者 与 创 新 团队 发 展 计 划 （Ｒ ６ ４ ； 江理 工 大 学研 究 生 创 新 基金 （ Ｃ ．１０ ３ 教 ＩＴ０５ ） 浙 Ｙ Ｘ Ｓ ００ ） 作者 简介 ： 怀云（９４ ） 常 １ ８－ ，女 ，硕 士 生 。主要 研 究 方 向 为 纳 米 纤 维 与 纳 米 复 合 材 料
纳 米纤维 多 孔 膜 ， 最 易 渗 透 粒 径 （ Ｐ ） 测 试 用 ＭＰ Ｓ 法
１ ．６ｍ ／ ， ７０ ｇ 同时 它 的过 滤效 率最 高 ， 过 滤 速 度 为 ５ ３ｃ ／ ， 验 颗 粒 尺 寸 为 ０ ０ 在 ． ｍ ｓ 实 ． ６～０ ４ ｍ 时 ， 过 滤 效 率 在 ．３ 其
９ ． ％ ～ ９ ９ ３ 之 间 ， 易 渗透 粒 径 约 为 ０ １ ｍ。 ９９ ９ ．９ ％ 最 ．４ 关 键 词 静 电纺 丝 ；纳 米 纤 维 ； 滤 性 能 ； 易 渗 透 粒 径 法 过 最
到高效空气 过滤 介质 、 高通 量超 滤 膜 、 凝结 过 滤
器 、 化过滤器 、 催 离子交 换过滤介质 等 。
伸 速率 为３ｍ ／ ｉ。 ｍ ｍ ｎ
１ ３ ４ 过 滤 性 能 测 试 ．．
聚丙 烯腈 （ Ａ 由于 其 良好 的耐 溶 剂性 、 老 Ｐ Ｎ） 耐 化性 及绝 缘性 ， 常 适 合 作 过滤 材 料 。本 文 利 用不 非 同质量分 数 的 Ｐ Ｎ 纺丝 液 经 静 电纺丝 制 备 了 Ｐ Ｎ Ａ Ａ
静电纺丝纳米纤维制备技术及其应用研究
静电纺丝纳米纤维制备技术及其应用研究随着科学技术的快速发展和产业的不断创新，纳米材料的制备和应用逐渐成为了研究的焦点。
静电纺丝纳米纤维制备技术就是一种常见的制备纳米材料的技术。
本文将对静电纺丝纳米纤维制备技术及其应用研究进行探讨。
一、静电纺丝纳米纤维制备技术静电纺丝技术是利用电场将高分子液体喷出微米甚至纳米级别纤维的一种制备技术。
静电纺丝技术制备纳米纤维在多个领域得到了广泛应用，例如纺织、生物医学、环保等领域。
静电纺丝技术的原理是将高分子液体通过一个细小的孔洞喷射出来，这个过程中，高分子液体受到外界电场的作用，会形成纤维状的微米级别的细丝。
这些细丝经过后续的处理，就能够得到纳米级别的细丝。
静电纺丝技术制备的纳米纤维具有较大比表面积、高比强度、优异的力学性能、良好的电学性质及生物相容性等优点。
静电纺丝技术制备的纳米纤维可以根据不同的材料和应用领域调整其尺寸和形貌，液态中除了高分子溶液，还可以纯化的金属溶液、无机盐溶液、碳纳米管等物质。
二、静电纺丝纳米纤维的应用研究1、生物医学领域由于纳米纤维具有高比表面积等特性，因此在生物组织工程、体内药物释放、生物传感等领域得到广泛应用。
静电纺丝纳米纤维制备的支架具有具有高比表面积、良好的生物相容性、高度的空隙率和良好的可控性等特点。
这些特点使纳米纤维支架成为了生物组织工程领域的研究热点。
纳米纤维支架通过结构的调节、复合材料制备、表面修饰等方法，可以在生物组织中实现不同的生物学功能，如增强细胞的定向生长、促进纤维组织的生长等。
静电纺丝纳米纤维制备的载药纳米材料具有良好的生物相容性和药物的缓释性能。
这种材料可作为药物释放的载体，以实现更加精准的药物治疗。
纳米纤维在其表面修饰上引入不同的生物分子，如细胞识别和粘附分子，不仅能提高纳米纤维植入后的细胞组织相容性，还可以促进细胞的黏附和增殖等。
2、纺织领域静电纺丝技术制备的纳米纤维具有高比表面积、孔隙结构和微结构控制性能等特点，因此在纺织领域应用也得到了快速发展。
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。
静电纺丝方法制备微纳米纤维材料总结
静电纺丝方法制备微纳米纤维材料总结静电纺丝方法是一种常用的制备微纳米纤维材料的技术，通过电场作用下的聚合物溶液或熔体，通过静电纺丝设备的喷头产生纤维，并在收集器上形成纤维膜。
此方法制备的微纳米纤维材料具有较大的比表面积、高孔隙度和优良的力学性能。
本文将对静电纺丝方法制备微纳米纤维材料的原理、工艺参数以及其应用领域进行总结。
首先，静电纺丝方法的原理是利用高电场下溶液或熔体的表面电荷受力，使其成为纤维的形态。
通过调节聚合物溶液或熔体的流变性能、电纺喷头和收集器的设计，可控制纤维的形貌、直径以及纤维间距等关键参数。
静电纺丝方法的制备过程主要包括溶液的制备、电纺设备的调试和纤维的收集等步骤。
其次，制备微纳米纤维材料时，需要注意一些关键工艺参数的选择和调节。
首先是聚合物的选择，其溶解性能和流变性能会对纤维的形貌和直径产生影响。
一般来说，高分子量和低浓度的溶液易于形成细纤维。
其次是溶液或熔体的流变性能，影响着纤维的拉伸性能和成纤性能。
选择适当的流变模型和控制流体参数，能够得到理想的纤维形态。
此外，还需要注意电纺设备参数的调整，如高电压频率、纤维收集器的距离和喷头内腔的压力等。
静电纺丝方法制备的微纳米纤维材料在多个领域具有广泛的应用。
首先，在纺织领域，这种方法被用于制备细纤维基质，用于增强材料、抗菌纺织品和过滤材料等。
其次，在生物医学领域，微纳米纤维材料被用于组织工程、药物传递和伤口修复等。
利用静电纺丝方法制备的微纳米纤维材料具有更高的比表面积，能提供更好的细胞附着和药物释放性能。
此外，这种方法还被用于能源储存和传感器等领域，通过改变纤维材料的构建方式和组分，可以制备出具有特定功能的材料。
总的来说，静电纺丝方法是一种有效制备微纳米纤维材料的技术。
通过合理选择聚合物、调节工艺参数以及应用领域的选择，可以得到具有优良性能的微纳米纤维材料。
然而，当前该方法还存在一些挑战，如纤维直径不均匀性、生产规模化难度和设备成本等。
静电纺丝制造纳米纤维的方法
合物 分子链 刚直 ，容 易 取 向 ，而 且 纤维 无需 后拉 伸 。相反 ，无定形 聚合物 制作纳米纤维 ，必须经过
许多摸 索试验才 能达到 目的 。 １ 聚合物溶液的浓度 ． ４
（ ＦＰ Ｈ Ｉ）等服用纤维材 料 ，聚苯胺 等导 电性聚合物
图 １ 热塑性 丁 二烯 弹性 体 的溶液 浓度和 纤 维直径 的 关 系
注 ：溶 剂 是氯仿 ，溶液浓 度在 ５％～ ６％， 町制 成 纳米 纤维 ；在 ５％以下 ．只 是粒子 ；在 ６％一 ． ７５％，制 成较 粗 的微 米纤 维 。
５ 合成 纤 维 Ｓ Ｃ ２ ０ ． ０ Ｆ ０ ８ Ｎｏ２
图 ４ 静 电纺 丝装置
注射 器可 沿滚 筒表 面移 动 。滚 筒 的转速 由低
速到高速可 自由调节 ，因而可拉伸 纳米纤维 。滚筒 的 直径 为 １ ｍ，可 制得 宽 １ ｍ、长 ３ ｍ的非 ０ｃ ０ｃ ０ｃ
用水作为溶 剂时 ，比有机溶 剂表 面张 力大 ，因 而有时不能制得纳米纤维 ，但 只要 混和少量 的表面 活性剂就可以了。溶液 的导 电性也会 关系到制得 的
刷或棒 ，清扫喷嘴或吹气 以清除阻塞 。
１ 装置方面 ． ７
在 铜 板等接 收 表面 静 电纺 聚合 物溶 液 ，可制 得纳米纤维的非织造布 ， 难 以制得均匀 的非织造 但 布 。滋 贺县立大 学和 力 卜一 、夕公 司共 同开发 出 于’ ／
卷绕 型装 置 ，可 方 便制 成均 匀 的纳 米纤 维 非织造 布 ，如图 ４ 。
的特性黏度 和溶液浓度 Ｃ之 积 （ｅｒ 数 ：Ｂ Ｂｒ ｙ ＝
Ｃ ）以及 纳米纤维 直径 Ｄ，著 者和 ＦａｋＫ 教 × ｒｎ ｏ 授发现有式 （）的关 系 ： １