基于单壁碳纳米管的PVA静电纺稳定段射流的拉伸研究

在聚乙烯醇(PVA)溶液中添加不同质量分数的单壁碳纳米管,溶液的性能及其静电纺稳定段射流的拉伸会发生变化.试验表明:单壁碳纳米管的加入可显著提高溶液的黏度和电导率;基于单壁碳纳米管的稳定段射流的半径r与距离泰勒锥顶点不同轴向距离z满足r~z-1/2,该试验结果与纯PVA溶液静电纺稳定段射流的拉伸结果相一致.     

纺丝液的导电性对静电纺丝单根纤维的直径及稳定长度的影响

选取PAN/DMAC溶液进行静电纺丝,用添加不同质量分数的氯化锂（LiCl）来控制纺丝液的导电性.研究纺丝液的导电性对静电纺丝单根纤维的直径及稳定长度的影响.实验表明射流沿轴向半径的变化依赖于盐的含量,随着LiCl含量的增加,r～2α关系式中的指数α增大.实验同时表明射流稳定长度随射流表面电荷的增加而减小,随着溶液导电率的增加,射流的稳定长度变短,静电纺丝射流的不稳定现象提早发生.     

带电体系的静电能量

《静电学中的能量》是教学中的重点、难点之一。本文应用矢量分析的方法证明带电体系的静电能和带电体系激发的电场中的电场能相等。同时用实例验证这一结论。     

明胶水溶液的静电纺丝成形

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,探讨了明胶用量、静电电压及纤网收集距离等因素对明胶水溶液静电纺丝成形的影响．结果表明：在60～65℃范围内,明胶溶液的黏度随明胶用量的增加而大幅上升,呈2次指数关系;随明胶用量的降低（从25％降到15％）,所得纤维平均直径减小（从266．5nm降为167．7nm）;随静电纺丝电压的升高,纤维直径下降,当电压大于17kV后其变化趋于平缓;静电纺丝收集距离在11～21cm之间变化时,所得的纤维直径在165～210nm之间,变化幅度不大．     

不带电的二次曲面导体在均匀外电场中的静电分布

详细介绍了不带电的椭球导体在均匀外电场中静电分布推导过程。     

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.     

盐对聚丙烯腈静电纺丝的影响

选取聚丙烯腈(PAN)/二甲基乙酰胺(DMAC)溶液进行静电纺丝,在纺丝液中添加不同种类的盐LiCl,NaNO3,NaCl,CaCl2来拉制纺丝液的导电性.研究不同种类盐的加入对PAN静电纺丝的影响.不添加盐和加入不同种类盐后配置静电纺丝溶液,发现溶液的导电性的大小排列顺序为: LiCl>NaNO3>CaCl2>NaCl>无盐.盐的加入对溶液黏度与剪切应力影响很小.不同种类的盐加入后纺制纤维的直径从大到小的顺序依次为LiCl>NaNO3>CaCl2>NaCl.     

脂肪族聚碳酸酯聚氨酯的静电纺丝

以不同体积比的二甲基甲酰胺（DMF）和四氢呋喃（THF）为混合溶剂用于生物材料聚碳酸酯聚氨酯的静电纺丝,扫描电镜结果发现,当DMF在混合溶剂中所占的体积分数高于75％时,容易形成珠丝结构薄膜;而当DMF体积分数为50％时,可得到无珠丝的均匀纤维结构薄膜＇-3静电电压介于15～20kV时,所得纤维直径大于1000nm;而当电压介于20-32kV时,形成的纤维直径在420—720nm之间,纤维分布较为均匀．聚碳酸酯聚氨酯溶液的质量分数低于10％时,易形成珠丝结构,而提高其浓度,珠丝现象消失．当聚碳酸酯聚氨酯质量分数大于12％时,所得纤维平均直径较大（1840nm）．溶液体积流率对纤维直径的影响呈线性正比关系,所考察的最小体积流率为0.3mL／h,可得到均匀纤维,其平均直径为420nm．     

环电极带电射流雾化特性的研究

研究了液体射流在环电极产生的静电场作用下的雾化特性,建立了环电极空间电位数学表达式,以及带电雾滴直径同充电电压、液体表面张力、动力粘性系数、液流与气流相对速度等参数的关系式.最后根据上述结果设计制作了气流式静电喷头,为静电喷雾技术在大型气流式喷雾机上应用提供了科学依据.     

带电射流非稳态破碎的可视化试验

采用高速数码相机对毛细管带电射流破碎形态的演化过程进行了可视化研究,探讨了大流量下带电射流破碎的基本形态及射流不稳定破碎模式的转变,分析了物性参数、电压及液体流量对带电射流破碎模式的影响.采用半球形毛细管喷嘴研究锥射流模式向简单射流模式演化的过程,采用普通毛细管喷嘴对比研究去离子水和乙醇的静电简单射流雾化模式.结果表明：在特定电压下,随着流量增加,锥射流模式可以逐渐过渡为简单射流模式;当初始状态为射流时,随着电压增加,大流量下的去离子水静电雾化射流破碎模式主要为曲张不稳定破碎和鞭动不稳定破碎;表面张力较小的无水乙醇更容易产生破碎,还出现了鞭动辅助分叉模式和枝状破碎模式.     

多段压裂页岩气水平井不稳定线性流分析

基于三重介质模型的解析解,分析多孔介质参数,如水力裂缝储容比、天然裂缝储容比、天然裂缝窜流系数和基质窜流系数,对无因次产量递减曲线的影响,提出中晚期不稳定线性流控制判断标准;基于三重介质模型的分析方法分析国外某多段压裂页岩气水平井生产数据,并对水力裂缝半长进行评价,通过油藏数值模拟进行验证,最终得出该井水力裂缝半长为42.2 m。研究表明:基于三重介质模型计算的水力裂缝半长更为准确,结合不稳定线性流分析方法和油藏数值模拟方法能有效提高计算结果精度。     

静电纺丝纳米纤维的制备与应用

静电纺丝技术是一种简单有效、廉价、无污染的制备纳米纤维的新方法,近年来在制备纳米纤维领域得到了广泛应用.通过静电纺丝法制备的纳米纤维具有长径比大、孔隙率高、比表面积大等优点,在过滤材料、生物医学、传感器、电子器件等领域都有着良好的应用前景.本文综述了静电纺丝制备纳米纤维的基本原理和最新发展,阐述了近几年来国内外静电纺丝纤维在过滤材料、生物医学、传感器、电子器件及其他一些特殊领域中的研究现状,并展望了静电纺丝纳米纤维的发展趋势和研究方向.     

超细氧化铝基陶瓷纤维的静电纺丝制备

以正硅酸乙酯(TEOS)和添加硼酸作为稳定剂的次乙酸铝(BAA)为原料,采用静电纺丝工艺制备得到超细氧化铝基陶瓷纤维。研究结果表明:当溶胶质量分数从15.0%升高到37.5%时,纺丝液的表面张力为21~23 mN/m,电导率自36.8μS/cm上升到53.3μS/cm;在相同剪切速率下,黏度随着溶胶质量分数的升高而增大,纺成纤维平均直径从1 283 nm增大到3 921 nm;在溶胶质量分数变化的过程中,纺丝液黏度的变化是影响纺成纤维直径的主导因素;当溶胶质量分数为15.0%~22.5%时,纺成纤维形貌良好,若溶胶质量分数继续升高,纺成纤维形貌则逐渐恶化;当溶胶质量分数为22.5%、烧结温度为1 000℃时,可制备出直径为660 nm、由Al_4B_2O_9相和非晶SiO_2组成的超细氧化铝基陶瓷纤维。     

静电纺丝实验教学课程的设计及探索

静电纺丝技术作为一种新兴的纳米纤维成型技术,从理论到实践都已日渐成熟。其作为唯一可以连续生产纳米纤维的技术已被广泛应用于生产生活中,例如过滤,传感器,药物释放,组织工程和电池电极材料等。将最新的静电纺丝技术引入实验教学中,不仅扩充和完善了实验教学体系,而且在实验教学过程中新兴前沿技术的引入可极大激发学生的学习兴趣和求知欲。     

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.     

基于静电纺丝的高效油水分离膜装置

采用静电纺丝技术在多孔聚乙烯瓶上沉积聚丙烯腈(PAN)纤维膜,制备了具有高效油水分离性能的分离膜装置。利用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FITR)和接触角测试对PAN纤维膜的形貌、表面官能团、亲疏水性进行了表征,并通过吸油实验、油水分离实验评价了分离膜装置对不同油类的吸收性能及不同油水混合物的分离能力。结果表明分离膜装置表面的PAN纤维膜具有大量孔结构和表面亲油疏水特性,其赋予该分离膜装置优异的油水分离性能,对多种油水混合物实现近100%分离,且循环分离稳定性好。分离膜装置内部的多孔聚乙烯瓶为分离膜装置表面PAN纤维提供了有效力学支撑,同时可作为收集器存储经膜分离的油或水。分离完成后可利用适宜的除油剂清洗、再生,再生后的分离膜装置结构完整,仍能保持很高分离效率。     

静电纺丝法制备金属氧化物纳米纤维的研究

在高度集成化浪潮的推动下,现代技术对纳米尺度功能器件的需求将越来越迫切.纳米线/管等一维材料作为纳米器件中必不可少的功能组件,在纳米研究领域中的地位显得愈发重要.静电纺丝法是一种能够连续生产直径在纳米级的高聚物纤维的方法.本文主要介绍利用静电纺丝方法制备金属氧化物纳米纤维的研究进展,并展望了其可能的应用.     

静电纺丝防水透湿织物的制备及其性能

利用静电纺丝技术制备聚氨酯、聚氨酯-聚偏氟乙烯和含氟聚氨酯-聚偏氟乙烯3种纳米纤维膜,研究不同组分纳米纤维膜的力学性质、接触角、静水压、透气性及抗菌性。结果表明：聚氨酯纳米纤维膜具有较好的力学性能;随着纤维组分中氟元素含量的增加,含氟聚氨酯-聚偏氟乙烯纳米纤维膜的接触角增大,静水压增大,防水性能改善。     

正离子静电加速器高压电压稳定系统的分析

对正离子静电加速器的电晕放电法高压电压稳定系统进行了较为细致的分析，同时也分析了另外两种稳压方法电子枪法和控制喷电电流法。     

正离子静电加速器高压电压稳定系统的分析

对正离子静电加速器的电晕放电法高压电压稳定系统进行了较为细致的分析,同时也分析了另外两种稳压方法：电子枪法和控制喷电电流法。