苯丙乳液制备及其电纺微纳米纤维结构的研究

通过乳液聚合的方法制备了水相苯丙乳液(PSBA)，并将其应用于静电纺丝制备出微纳米纤维结构。采用红外光谱、差示扫描量热仪（DSC）和动态光散射仪分析并表征了聚合物的化学组成、热稳定性，并得到了均一稳定的苯丙乳液。通过扫描电镜（SEM）研究了纺丝电压及纺丝液中苯丙乳液与聚乙烯醇（PVA）质量比对苯丙乳液电纺微纳米纤维结构的影响，结果表明，改变纺丝液PSBA、PVA质量比能够得到可控性的纤维结构；纺丝电压对纤维中串珠状结构形成有一定影响，且电压越高，纤维直径越小。     

PA6/PVA复合纳米纤维的制备及性能研究

采用静电纺丝法制备了PA6/PVA复合纳米纤维.分析了不同质量比的PA6/PVA共混纺丝溶液的粘度、电导率、表面张力,并探讨其静电纺丝效果.采用扫描电镜、红外光谱、表面张力仪等对纳米纤维膜的形貌结构、成分相容性及亲水性能进行表征.结果表明,在纺丝电压为19kV、纺丝距离为20cm、丝液流量为0.2mL/h的条件下,共混溶液质量比为12%∶4%时的静电纺丝所得纤维具有良好的形貌,复合纳米纤维中PA6与PVA具有良好的相容性,并有效地克服了纯纺PVA纳米纤维在水溶液中出现的过度溶胀问题.     

电纺制备聚丙烯腈(PAN)无序微纳米纤维膜及其表面润湿性能研究

利用静电纺丝法制备了聚丙烯腈(PAN)无序微纳米纤维膜,通过控制纺丝电压,溶液浓度和进料速率并借助接触角测量仪和扫描电子显微镜(SEM)对微纳米纤维材料的纤维形貌和润湿性进行了表征和研究.结果表明,对于PAN无序微纳米纤维膜,增大纺丝电压、减小进料速率、增大溶液浓度会使微纳米纤维膜的纤维直径增大;增大纺丝电压,减小进料速率会使微纳米纤维膜接触角增大;增大浓度,会使微纳米纤维膜接触角先增大后减小.通过控制变量法对PAN无序微纳米纤维膜分析得出,相对高的纺丝电压(14 k V)和相对低的进料速率(0.50m L·h-1)以及适中的PAN溶液浓度(12%wt)可以提升PAN无序微纳米纤维膜的疏水性.此外,均匀的PAN纤维膜的微纳米结构是影响它疏水性的重要因素.     

聚乙烯醇/壳聚糖复合纳米纤维的制备和性能研究

采用高压静电纺丝技术制备了聚乙烯醇/壳聚糖(PVA/CS)的复合纳米纤维。通过扫描电子显微镜考察了纯聚乙烯醇PVA纤维和PVA/CS复合纳米纤维的形貌变化。研究表明,随着纺丝溶液浓度的不断增大,所得的纤维形貌越来越规则,纤维直径也逐渐变大。这种具有良好生物相容性的PVA/CS复合纳米纤维有望在生物医学方面得到应用。     

PAN/ZnO抗静电纳米复合纤维膜的制备及性能研究

为了提高聚丙烯腈(PAN)纤维的抗静电性能,以聚丙烯腈原丝为基料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)为溶剂配制了聚丙烯腈纺丝液。然后通过超声波及机械搅拌的方法将不同质量分数的导电性能良好的纳米氧化锌(Zn O)分散在聚丙烯腈纺丝液中,配制成PAN/Zn O二元复合纺丝液,采用高压静电纺丝技术制备具有抗静电性能的PAN/Zn O纳米复合纤维。研究了PAN纺丝液、PAN/Zn O二元复合纺丝液的可纺性以及不同质量分数的纳米氧化锌对PAN/Zn O纳米复合纤维膜的结晶度及体积比电阻的影响。结果表明:纺丝液的可纺性较好,在体积分数为12%,纺丝电压为18k V,接收距离为15 cm,推进速度为0.000 5 mm/s的条件下进行静电纺丝,可以得到纤维直径均匀,纤维平行伸直度良好,表面光滑的PAN纳米纤维;随着纳米氧化锌质量分数的提高,PAN/Zn O纳米复合纤维表面变得粗糙,但结晶度无明显变化,体积比电阻减小,抗静电性能提高。     

苯丙-硅溶胶纳米复合乳液的制备及其性能

采用原位乳液聚合法制备了苯丙-硅溶胶纳米复合乳液,系统研究了乳化剂种类和用量对乳液稳定性、乳胶膜吸水率以及乳胶粒子粒径的影响.结果表明:相比单独使用,十二烷基硫酸钠(SDS)与壬基酚聚氧化乙烯基醚(OP-10)按质量比为2∶1复配时制备的乳液稳定性最好;当乳化剂用量为0.75%～1.5%时,所制复合乳液稳定性好,乳胶膜的吸水率为3.64%～5.72%.与共混乳液(硅溶胶和苯丙乳液的共混物)和苯丙乳液的乳胶膜相比,复合乳胶膜的吸水率显著降低;透射电子显微镜(TEM)检测结果表明:与共混乳液相比,复合乳液中游离的纳米SiO2粒子数大大减少.     

静电纺丝法制备ZrOCl2/PVA复合纳米纤维

用静电纺丝法制备了ZrOCl2/PVA（氯氧化锆/聚乙烯醇）复合纳米纤维,并研究了静电纺丝的一些参数如：喷头直径、直流交压对复合纳米纤维的影响。实验发现：随着喷头孔径的增大,得到的复合纳米纤维的直径和直径分布范围分别变大;随着电压的增加,复合纳米纤维的珠串结构减少,甚至消失。另外,用水槽收集法收集的复合纳米纤维在液体上靠相互间的作用力形成了柔软的网状结构。     

基于静电纺丝法制备PPDO纳米纤维膜的影响参数

为进一步拓宽聚对二氧环己酮(poly(para-dioxanone),PPDO)在医学领域的应用面,采用静电纺丝法制备PPDO纳米纤维膜。在PPDO纺丝液中加入质量分数为0.1%的十二烷基硫酸钠以提高其可纺性,并通过单因素及正交试验确定最优纺丝参数。借助扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪及多功能生物纺织品强力仪对PPDO纤维膜的形貌、微细结构及力学性能进行研究。结果表明:在PPDO质量分数为29%、纺丝液流速为0.7mL/h、纺丝电压为19kV、接收距离为18cm及纺丝针头内径为0.71mm的条件下,纺丝状态稳定,制备的纳米纤维膜形态规整,平均纳米纤维直径为0.322μm,直径不匀指标CV值仅为0.126;静电纺丝过程不会破坏PPDO的微细结构,且纤维膜具有优异的力学性能。     

氯化锂对静电纺PVA纳米纤维的拉伸过程的影响

在静电纺丝过程中,如果纺丝液完全绝缘或者使用的电压不够高,静电力就不能克服表面张力,这时无法纺制纤维.在纺丝液中加入适量的盐,可以增加射流的表面电荷,射流在电场中的受力发生改变,使得纤维容易纺出.在聚乙烯醇(PVA)中添加不同质量分数的无机盐氯化锂后,对静电纺丝过程中的纤维形态产生影响.实验结果表明氯化锂显著降低了PVA溶液的表面张力,纺丝过程变得容易,纤维拉伸更显著.实验结果与理论研究的结果十分吻合.     

n-HAP/PVA共混复合纤维的制备及其结构和性能

通过凝胶纺丝法制备具有生物相容性的纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇(n-HAP/PVA)共混复合纤维.将硅烷偶联剂修饰后的n-HAP均匀分散在PVA溶液中,制得一系列不同n-HAP质量分数的n-HAP/PVA共混复合纤维.用哈克流变仪研究了n-HAP/PVA纺丝原液的流变性能,n-HAP/PVA纺丝原液呈现非牛顿流体的特性,其剪切黏度随n-HAP质量分数的增加而增加.在傅里叶变换红外光谱(FT-IR)中可以看出n-HAP与PVA之间存在明显的氢键相互作用力,通过扫描电子显微镜(SEM)观察到n-HAP均匀地分散在PVA基体中,加入适量的n-HAP对共混复合纤维的热学性能和断裂强度都有一定的提高.     

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.     

复合静电纺制备螺旋纳米纤维工艺参数的研究

利用复合静电纺技术,以Nomex(聚间苯二甲酰间苯二胺)和TPU(聚氨酯)为原料,设计并利用不同复合结构的喷嘴(包括同轴喷嘴、并列喷嘴和偏芯喷嘴)分别纺丝制备出螺旋纳米纤维,从而与单针共混的纺丝结果进行了对比.分析了溶液性质(包括LiCl质量分数和TPU溶剂)和纺丝电压对螺旋纳米纤维形成的影响.结果表明:偏芯喷嘴更易于制备出螺旋纳米纤维;LiCl质量分数高不利于螺旋纳米纤维的形成;TPU与Nomex溶剂相容性好,不利于螺旋纳米纤维形成;纺丝中两种溶剂相容性差异大,有一定挥发性,则螺旋纳米纤维形成效率高.     

静电纺氧化铝纳米纤维研究

采用溶胶-凝胶法,以聚乙烯醇、硝酸铝、水为原料配制出了硝酸铝/聚乙烯醇溶胶-凝胶纺丝液,并通过静电纺丝技术纺制了Al(NO3)3/PVA有机-无机杂化纤维,经高温锻烧后得到了平均直径约为50～250nm无机纳米氧化铝纤维。     

基于纳米纤维覆层的除尘滤料制备

采用静电纺丝技术制备了用于除尘领域的涤纶纳米纤维膜,利用扫描电子显微镜对纤维膜微观形貌进行表征,确定了最佳纺丝条件,并将该条件下制得的纳米纤维膜附着在除尘滤料表面,对其进行阻力特性、分级计数效率及动态过滤性能测试.结果表明,15kV纺丝电压、21cm接收距离、18%纺丝液质量分数为最佳纺丝条件,在该条件下制备的纳米纤维过滤材料阻力较低,清灰性能良好,对3μm以下的微细粒子过滤效率达到99.99%以上,效率提升明显,能有效控制微细颗粒物.     

PVPZn(Ac)_2复合纳米纤维的制备及其参数优化

采用静电纺丝法制备了PVP/Zn(Ac)2复合纳米纤维,利用扫描电子显微镜对其表面形貌进行了表征.研究了PVP含量、纺丝电压、乙酸锌含量等因素对纺丝过程和纤维形貌的影响,同时分析了不同参数引起纤维形貌变化的原因.结果表明,当2mL乙醇中PVP的含量为0.248g,2.5mL DMF中乙酸锌的含量为0.501g,纺丝电压为17kV时,可以得到平均直径为180nm、表面光滑而且连续性很好的PVP/Zn(Ac)2复合纳米纤维,实现了ZnO前驱体纳米纤维的可控制备.     

纳米TiO2／苯丙复合乳液的合成与表征

研究了在经硅烷偶联剂WD-20接枝改性的无机纳米TiO2粒子存在下的苯丙复合乳液的合成。为了得到最终涂膜硬度较高的乳液,确定了苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯五元单体的苯丙乳液共聚体系。研究了纳米TiO2的加入量对聚合过程转化率的影响,并通过TEM、激光光散射仪和热分析仪对复合乳液乳胶粒的结构及乳液性能进行了测试及表征,结果表明,纳米TiO2粒子均匀地分散在乳胶粒中,呈现以纳米TiO2为核,有机聚合物为壳的核-壳结构;与未加纳米TiO2粒子的乳液相比,复合乳液的热稳定性提高,涂膜耐水性更好,硬度可高达H级,并且具有很好的抗菌性。     

丙烯酰胺改性苯丙乳液的研究

采用分步引发的自由基聚合法制备了苯乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸(St-BA-MAA/SDS-DNS86/H2O)纯苯丙乳液及用丙烯酰胺改性的苯丙乳液,研究了丙烯酰胺用量对乳液性能的影响,以及乳液成膜后的性能.实验表明,改性的苯丙乳液比纯苯丙乳液的黏度和耐有机溶剂性有所提高,并降低了涂膜的吸水率.     

聚甲基丙烯酸甲酯改性纳米SiO2 及其Pickering乳液稳定性

采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)对亲水型纳米SiO_2改性得到了MPS-SiO_2纳米粒子,将MPS-SiO_2纳米粒子进一步通过甲基丙烯酸甲酯(MMA)改性得到了PMMA-SiO_2纳米粒子。傅里叶转换红外光谱分析(FT-IR)和接触角测试表明纳米SiO_2改性成功。以亲水型纳米SiO_2、MPS-SiO_2、PMMA-SiO_2、疏水型纳米SiO_2 4种粒子作为乳化剂制备Pickering乳液,研究了油水比(体积比,全文同)、纳米SiO_2浓度、pH值、盐浓度对Pickering乳液稳定性的影响。结果显示:静置24 h后,油水比为1∶1时,质量分数为1%的亲水型纳米SiO_2、MPS-SiO_2、PMMA-SiO_2制备的乳液剩余体积分数依次为48%、80%、76%,表明2种改性后的纳米SiO_2的乳化性能显著增强;亲水型纳米SiO_2、MPS-SiO_2、PMMA-SiO_2制备的Pickering乳液最佳油水比为1∶1,疏水型纳米SiO_2制备的Pickering乳液最佳油水比为1∶2;4种纳米SiO_2粒子的乳化性能均随着其浓度的增加而增强;与其他3种粒子相比,PMMA-SiO_2制备的Pickering乳液受pH、盐浓度的影响较小。     

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.