静电纺丝工艺参数对纤维直径影响的研究:实验及数值模拟

采用聚氧化乙烯(PEO)为原料对静电纺丝过程的实验参数进行研究,探讨了溶液质量分数、外加电压、接收距离和溶液流速4个参数对纤维直径和纤维网形态的影响.同时,通过数值模拟的方法对外加电压、接收距离及溶液弹性模量3个参数对纤维直径的影响进行研究,并和实验结果进行比较.     

电场分布对静电纺丝纤维直径的影响

为了研究电场对静电纺丝纤维直径的影响,设计两种具有不同电场分布的单针头和辅助板静电纺丝装置,采用聚氧化乙烯(PEO)为原料,在两种纺丝装置中,分别设计不同纺丝电压、纺丝接收距离和纺丝流量参数下的对比试验.并用Maxwell软件模拟纺丝装置中的电场强度分布,结合试验结果说明电场分布影响静电纺丝的纤维直径,从而得出在均匀电场中所纺丝的纤维直径较小.     

反应静电纺丝法制备超细三聚氰胺纤维

采用反应静电纺丝法制备了三聚氰胺超细纤维电纺膜.通过扫描电子显微镜(SEM)研究了纺丝过程中溶液黏度、纺丝电压、接收距离和电导率4个参数对超细纤维的形貌及平均直径的影响,并采用热重分析(TG)研究了电纺膜的耐热性能.结果表明,纤维平均直径d与溶液黏度η、纺丝电压V分别符合关系式d∝η0.33和d∝ V-0.25,纤维平均直径随接收距离增加先减小后增加,电导率的增加使纤维平均直径下降.当PVA质量百分数为8%、纺丝电压为18kV、固化距离为12.5cm、NaCl质量百分数为0.1%时可以纺制出表面光滑、平均直径为400-600nm、耐热性能良好的超细三聚氰胺纤维电纺膜.     

环氧化SBS静电纺丝的研究

以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）和过氧化氢为原料,制备环氧基质量分数为10%的环氧化SBS（ESBS）.利用红外光谱对ESBS结构进行表征.通过研究纺丝溶剂、纺丝液质量分数、外加电压和接收距离等对纤维形态结构的影响,制备纳米级到微米级ESBS电纺纤维.结果表明四氢呋喃（THF）和N,N-二甲基甲酰胺（DMF）混合溶剂是电纺ESBS的优良溶剂.在THF/DMF（质量比=3∶1）纺丝溶剂,纺丝液质量分数为10%,外加电压23kV及接收距离28cm时,所制得ESBS电纺纤维形态较好,纤维平均直径为302nm,最小直径可达70nm.     

静电纺丝工艺参数对含纳米银的明胶纳米纤维形态结构的影响

采用88%甲酸溶液作为溶剂,用静电纺丝及紫外光还原制备了含纳米银颗粒的明胶纳米纤维,利用扫描电镜和透射电镜研究了纤维的形貌,分析了明胶质量分数、硝酸银加入量、电压、收集距离对纤维平均直径及形态的影响.结果表明:纤维的平均直径随着明胶质量分数的增大而增大,随着电压、喷丝头与接收屏之间距离的增大而减小;在加入1%～6%硝酸银的范围内,纤维平均直径为94～165 nm,随着硝酸银加入量的增多,纤维平均直径减小,在纤维表面附着有纳米银颗粒,平均粒径为9～20 nm;当硝酸银加入量≥8%时,溶液的可纺性变差.     

静电纺丝法制备聚己内酯/石墨烯复合材料纳米纤维

利用静电纺丝方法制备了聚己内酯(PCL)/石墨烯复合纳米纤维,对电纺纳米纤维的表面微观形貌、热性能和力学性能等进行了表征,并研究了石墨烯的加入量、PCL浓度、电纺电压、接收距离等参数对复合纤维性能的影响.研究结果表明:当加入石墨烯质量分数为0.27%时,得到的电纺纳米纤维的力学性能提高最大,拉伸强度增加48.6%,杨氏模量增加66.0%;当PCL质量分数为11%,电纺电压为28kV,接收距离为35cm,电纺液流速为6mL/h时,电纺过程稳定,可以得到直径均匀的纳米纤维.     

胶原/聚氧化乙烯复合微纳米纤维的静电纺制备及表征

以六氟异丙醇体积分数为50%的乙酸溶液为溶剂,制备I型胶原/聚氧化乙烯(PEO)复合静电纺微纳米纤维,研究了PEO质量分数对静电纺纤维形貌的影响,测试了不同胶原/PEO质量比(m(胶原)∶m(PEO))时的纺丝液黏度和电导率.采用扫描电镜、红外光谱、X射线衍射、热重分析对胶原/PEO复合纤维进行表征.结果表明,PEO的加入使纺丝液黏度增大,电导率减小,可有效提高胶原的可纺性.当m(胶原)∶m(PEO)为70∶30时,纤维形貌良好,平均直径为(267±45)nm.复合静电纺纤维中胶原与PEO分子链间存在一定的分子间作用力,但并没有改变彼此的化学结构.通过静电纺制备的胶原/PEO复合微纳米纤维膜由于其特有的结构和功能性,有望应用于伤口敷料和组织工程等生物医用领域.     

聚乳酸/聚环氧乙烷纳米纤维膜的结构与性能表征

采用静电纺丝方法制备了聚乳酸(PLLA)/聚环氧乙烷(PEO)纳米纤维膜,利用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热(DSC)、X-射线衍射(XRD)和拉伸测试,对PLLA/PEO纳米纤维膜的形貌、结构、结晶行为和力学性能进行了表征,探究了PEO的质量分数对PLLA/PEO纳米纤维膜的结构、结晶行为和力学性能的影响。结果表明,PEO的加入,降低了PLLA/PEO纳米纤维膜的平均直径和直径分布宽度,提高了纤维的结晶速度、结晶度及断裂伸长率;PEO分子可提高聚乳酸分子链的运动能力和降低纤维的取向度,从而降低因取向引起的中间相含量,提高结晶相含量,进而改善聚乳酸纤维的结晶性能和韧性。     

静电纺丝聚丙烯腈纳米纤维工艺参数与纤维直径关系的研究

采用静电纺丝方法来纺制聚丙烯腈（PAN）纳米纤维毡研究了质量分数、电压、针孔孔径、纺丝液中LCl的含量、接受距离等参数对纤维直径及离散度的影响，采用扫描电镜来观察纤维的直径及其形态。采用正交试验设计法，发现纺丝液的质量分数与纺丝液中LiCl的含量是影响纤维直径最重要的参数。经过优化，纺制出最小直径为98nm的纳米纤维。     

静电喷雾工艺参数对乙基纤维素微粒形貌和粒径的影响

通过静电喷雾,将乙基纤维素(ＥＣ)溶解于二氯甲烷(ＤＣＭ)中制备成ＥＣ微粒,探索了ＥＣ质量分数、注射速度、电压为２.５％、注射速度为１.５ｍＬ/ｈ、电压为１７.５ｋＶ和接收距离为１５ｃｍ时可得到形态好、平均粒径为７.６８μｍ、分散均匀的圆片和接收距离对微粒形貌及直径的影响。通过扫描电镜观察ＥＣ微粒的形貌,并分析其粒径分布规律。结果表明:ＥＣ质量分数状ＥＣ微粒。ＥＣ质量分数过低或过高、注射速度过低或过高均可增加微粒不规则程度,增加电压可使ＥＣ微粒粒径降低,微粒粒径随着接收距离的增大而增大。     

高压脉冲气液相放电对双酚A降解的研究

本文运用高压脉冲放电等离子体技术研究对BPA溶液的降解效果,搭建反应器并研究了电场参数对降解去除率的影响,并使用最优电场参数结合环境因子变量研究去除效果。结果表明：电压高于30 kV、极间距1.5~2.5 cm有利于提高电场强度提高BPA去除效率;而提高放电频率可增加单位时长内的电场强度从而在反应前期BPA降解速率更高。溶液中BPA初始浓度和电解质的增加并不影响反应的进行;BPA放电降解较优的pH范围在7.0~9.0,而溶液初始pH值较低和较高时都将降低反应速率。可见在适当的理化条件下,高压脉冲放电对BPA有较好的去除效果。     

优化电极场畸变间隙开关动作特性的实验研究

对电极经过优化设计的场畸变间隙开关的可控特性和击穿时延进行了较深入的研究。结果表明：当触发电极距下电极的距离为主电极距离的1/4和1/3处时,最低可靠击穿电压只有自击穿电压的55.8%和74.5%。适当下移触发电极可明显增大可控击穿电压范围。开关击穿时延受主间隙电压影响较大,触发电压对开关击穿时延的影响不显著。     

简易氮分子激光器的研制

介绍了一种简易氮分子激光器的构造；实验研究了火花隙距离与放电电压的关系和激光器输出能量与放电电压的关系．     

高压静电场制备微胶囊的研究

在自行研制的高压静电成囊装置上进行了制备微胶囊的试验研究。以海藻酸钠在氯化钙中固化成囊方法,进行了平针头与斜针头的成囊电压,跳火电压对比试验研究,得出平针头优于斜针头的结果;分析了电压、推进速度、液面距等参数变化对制成的微胶囊直径和均匀度的影响;对于１．５％的海藻酸钠溶液和７＾＃平针头,得到满足胰岛细胞团胶囊化要求的较佳参数组合为电压５ｋＶ,推进速度５０ｍｍ／ｈ,液面距２０ｍｍ。     

高压电场干燥特性的实验研究

为研究各种物理因素对高压电场干燥速度的影响.提高干燥效率,选用豆腐为干燥物进行高压电场干燥实验.考察了电源电压、温度、上下电极间距、针间距等物理因素对高压电场干燥速度的影响.结果表明:干燥电压与干燥速度具有一定的正相关性,上下电极间距和针电极间距均对干燥速度有一定影响,且存在一最佳的间距;在上下电极间距9 cm、针间距8 cm、干燥电压45 kV时,干燥速度最快;温度的增加可提高干燥速度.     

大气压下针状电极电晕放电静电消除效果实测与特性研究

为了研究高压静电消电效果和静电防护有效性,采用离子化测试方法,对影响大气压下针状电极电晕放电的电压、频率、消电距离、电极间隙、平衡电压等因素进行了系统测试与分析.结果表明,交流高压电晕放电在频率[1.8 kHz,2.0 kHz]区间内具有最佳消电效果;直流和脉冲高压电晕消电具有明显逆带电现象,且消电效果随电压升高、消电距离减小而提高.      

高压脉冲放电等离子体处理酸性橙Ⅱ染料废水的实验研究

研究多针-板电极形式的高压脉冲放电等离子体体系对酸性橙Ⅱ染料废水的脱色效果,并研究脱色机理.结果表明,实验中所采用的多针-板电极形式的高压脉冲放电等离子体体系对酸性橙Ⅱ染料废水的脱色效果明显.在相同的脉冲电压下,系统的脉冲频率、电极间距以及溶液初始pH值和初始浓度等因素对溶液的脱色效果影响显著.在脉冲电压为30 kV,脉冲频率为75 Hz,电极间距为2.5 cm的实验条件下,反应体系放电60 min对酸性橙Ⅱ的脱色率可达92.7%.此项研究结论为进一步研究多针-板电极形式的高压脉冲放电等离子体体系的放电作用提供了依据.     

（光）助电-Fenton降解有机染料罗丹明B

以高纯石墨电极为阴极,铁片为阳极,Na2SO4溶液为支持电解质,通过阳极氧化提供Fe^2＋/Fe^3＋和阴极还原溶解氧转化为H2O2而形成Fenton体系,以降解有机染料罗丹明B（RhodamineB,RhB）为探针反应,研究了外加电压、铁电极面积（电荷密度）、极间距、电解质溶液浓度及外加紫外光照射（300 nm〈λ〈380n m）等因素对RhB降解反应的影响.结果表明：外加电压为7 V,铁片面积为3 cm^2（电荷密度为0.045 A/cm^2）,电极之间距离为4 cm,Na2SO4质量浓度为10 g/L时,反应100 min后RhB褪色完全.采用过氧化物酶催化反应吸光光度法和苯甲酸荧光分析法分别跟踪测定RhB降解反应过程中H2O2和羟基自由基（·OH）,表明RhB降解过程涉及·OH历程.通过分析测定RhB降解过程TOC变化和红外光谱分析,表明染料降解反应不仅仅为简单褪色而且深度氧化,180 min矿化率为73.0%.     

明胶水溶液静电纺丝成形研究

以水为溶剂制备明胶溶液进行静电纺丝,在60 ℃～65 ℃纺得明胶超细纤维,探讨了溶液质量分数、静电电压及纤网收集距离等因素对明胶/水溶液体系静电纺丝成形的影响。结果表明,在60 ℃及65 ℃时,明胶溶液的黏度随其质量分数的增加而大幅上升,呈2次指数关系;随着明胶溶液质量分数的降低（从25%降到15%）,所得纤维平均直径减少（从266.5 nm降为167.7 nm）;随着静电纺丝电压升高,纤维直径下降,当电压大于17 kV以后其变化趋于平缓;改变静电纺丝收集距离,从11 cm到21cm,电纺所得的纤维直径为165～210 nm,变化幅度不大。     

高海拔沙尘环境对典型长间隙操作冲击放电特性的影响

沙尘条件下输电线路容易发生闪络和跳闸事故.为了研究不同沙尘环境参数对输电线路外绝缘性能的影响,设计了能够调节沙尘天气强度、风沙流风速、沙尘含盐比、粒径和沙尘荷电量的沙尘环境模拟系统,利用额定电压为2400 kV的冲击电压发生器产生标准正极性操作冲击电压波,在青海塔拉地区(海拔3000 m)对1、2、3 m间隙距离的棒-棒、棒-板长空气间隙进行正极性放电特性研究.试验结果表明:风和沙尘混合作用下,间隙的50％操作冲击放电电压随着风速的增大而降低,且下降幅度随着间隙距离的增大而增大;沙尘环境对间隙的操作冲击放电特性既有促进作用也有抑制作用.