第34卷第1期2008年2月
东华大学学报(自然科学版)
JOU RNAL OF DONGH UA UN IVERSIT Y(NAT URAL SCIENCE)
Vol134,No.1
Feb.2008
文章编号:1671-0444(2008)01-0033-05
盐对聚丙烯腈静电纺丝的影响*
赵从涛,覃小红,李妮,张静,王善元
(东华大学纺织学院,上海201620)
摘要:选取聚丙烯腈(PA N)/二甲基乙酰胺(DM AC)溶液进行静电纺丝,在纺丝液中添加不同种类的盐LiCl, NaN O3,NaCl,CaCl2来控制纺丝液的导电性.研究不同种类盐的加入对P AN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:L iCl>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>NaN O3>CaCl2> NaCl.
关键词:静电纺丝;盐;纳米纤维;聚丙烯腈(PA N)
中图分类号:T S102.6+4文献标志码:A
Effect of Different Salts on PAN Electrospinning
ZH A O Cong-tao,QIN X iao-hong,L I N i,ZH A N G J ing,WA N G Shan-yuan
(Co lleg e of Textiles,Dong hu a University,Shang ha i201620China)
Abstract:Polyacrlonitrile(PAN)/DM AC solution is used to study the effect o f the conductance of solution on electrospinning by adding different salts.T he effect of different salts on electrospinning of po lyacrlo nitrile(PAN)solution w ere investigated.The various salts include LiCl,NaNO3,NaCl,CaCl2. The results show that w hen the salts w er e respectively added into different concerntratio n of PAN solution,the order of conductant is LiCl>NaNO3>CaCl2>N aCl>no salt added.Viscosity and shearing streng th of electrospinning solutions are slightly affected by the adding of salts and m ainly affected by the chang es of concentration of PA N electrospinning solutions.The or der o f diameter of nanofibers electr ospun by so lutions w ith different salts are LiCl>N aNO3>CaCl2>NaCl.
Key words:electrospinning;salts;nanofibers;Poly acrlonitrile(PAN)
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,这时无法纺制出纤维.如果在溶液中加一些盐,增加溶液的导电性,从而增加射流的表面电荷,纺制纤维变得容易.T H ERONA等人[1]作了一系列关于静电纺丝工艺的实验,研究了不同参数包括电流、相对分子质量、聚合物射流的表面电荷密度对静电纺丝的影响,并用不同溶液包括聚环氧乙烷、聚乙烯醇、聚亚胺酯、聚己酸内脂来进行研究,他们发现盐的加入能显著增加溶液的流动,同样的现象也被DEMIR和FONG等人[2,3]发现.但不同种类的盐对静电纺丝的影响程度的相关研究未见报道.
*收稿日期:2006-10-13
基金项目:国家自然科学基金资助项目(10602014)
作者简介:赵从涛(1982)),男,山东菏泽人,硕士研究生,研究方向为静电纺碳纳米纤维.E-mail:ctzhao@https://www.doczj.com/doc/3a4831416.html,
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东华大学学报(自然科学版)第34卷
本文以聚丙烯腈(PA N)为研究对象,探讨了不同种类盐对纺丝液及静电纺制造的纤维的影响.
1 实验部分
1.1 原料
聚丙烯腈(PAN ),平均相对分子质量M n =75000,金山石化提供;二甲基乙酰胺(DMA C),化学纯,上海化学试剂公司提供;无水LiCl,NaNO 3,NaCl,CaCl 2,上海化学试剂公司提供.1.2 自制的立式静电纺丝装置
本实验采用自制的立式静电纺丝装置,示意图如图1所示.取一定量配制好的溶液进行静电纺丝.用铝箔作为接收屏,实验过程中将接收屏接地.注射器针头磨成圆柱形毛细管.实验中,毛细管与接收屏(铝箔)之间的距离称为接收距离,可以调节.将高压静电发生器电极与金属毛细管相连,打开注射泵,并给注射泵施加一定的压力.在注射器针头下刚好产生液滴时
,打开脉冲式高压静电发生器电源,调节电压进行静电纺丝实验.实验结束后,将金属毛细管和接收屏接地,释放剩余电荷.
图1 静电纺丝工艺装置简图
Fig.1 Scheme of homemade electrospinning equipment
1.3 测试
采用H AAKE RS150型流变仪测定体系的流变性.测定前,样品先放入流变仪中恒温20m in.采用平衡流变曲线测定方法(设定每个测定值平衡时间为5s),在同一剪切速率范围内,采用改变剪切速率的方式,设定剪切速率由低逐渐增加然后再逐渐降低的步骤,测定样品的剪切应力和表观黏度随剪切速率的变化曲线.
采用DDSJ -308A 智能型电导率仪测试溶液的电导率.
将样品制样后,使用日本电子株式会社生产的数字化真空扫描电子显微镜JSM -5600LV 进行纤维
毡表面观察.在扫描过程中,拍摄不同放大倍数下局
部纤维排列图和高倍放大倍数下单根纤维的直径.根据前期研究[4]
,纺丝电压、喷丝孔径、喷丝距离
等参数采用优化值,聚丙烯腈溶液(PAN /D MAC 溶液)质量分数为4%,6%,8%,10%条件下,不添加盐和加入不同种类盐后配制静电纺丝溶液,在相同的纺丝条件下进行静电纺丝.静电纺丝的实验参数如表1所示.
表1 静电纺丝的实验参数
Table 1 Parameters of the electrospinning
PAN /DM AC 质量分数/%添加盐种类
盐质量分数/%电压/kV 孔径/mm 接收距离/cm
4,6,8,10
无盐;LiCl;NaNO 3;
NaCl;CaCl 2
1
40
0.5
25
2 分析与讨论
2.1 电导率的测试
不同质量分数的PAN /D MAC 溶液添加不同盐的电导率比较见图2,图中添加的盐的质量分数为1%.实验数据显示,当不加入盐时溶液的电导率几乎为0.而添加了盐后溶液的电导率有了显著的改善.
图2 不同质量分数PAN/DMAC 添加不同盐的电导率比较
F ig .2 Electrical conductivity of the different percent o f
PA N/DM A C s olutions with different salts
如图2所示,对于纯PAN /D M AC 溶液,不同质量分数条件下的电导率接近于0,而当添加了不
同盐后,电导率得到显著改善.其中,在各种质量分数下测试的LiCl 对电导率的影响程度均为最大,NaNO 3,CaCl 2的影响次之,而N aCl 对其影响较小.即电导率的大小顺序为LiCl>NaN O 3>CaCl 2>NaCl>无盐.至于同一种盐加入到不同质量分数的PAN 溶液中电导率有所波动未进行深入探究.2.2 盐的加入对溶液黏度与剪切应力的影响
黏度是化学纤维生产过程中最重要的工艺控制指标之一.聚丙烯腈共聚物溶液的黏度一般取决于聚丙烯腈共聚物的相对分子质量、溶液质量分数以及所用
第1期赵从涛,等:盐对聚丙烯腈静电纺丝的影响
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的溶剂种类等.为了改善纤维的性能,通常用增加聚丙烯腈共聚物的含量及相对分子质量的办法,结果使溶液黏度大大增加,造成原液输送、过滤十分困难.因此在聚丙烯腈共聚物溶液内加入某种无机盐使黏度下降,对于腈纶生产具有十分重要的意义.前人[5,6]利用这一原理研究了盐类对腈纶干湿法纺丝原液及成品纤维性能的影响.但均考虑的是质量分数大于30%的腈纶溶液.本论文所讨论的聚丙烯腈质量分数小于12%,适合静电纺丝液的质量分数范围.
图3 不同质量分数PAN/DMAC 溶液黏度比较F ig.3 Viscosity of the different percent PA N/DM AC so lutions
如图3所示,流变曲线在较大的剪切速率范围内描述纺丝流体的黏度,这种流变曲线用来比较不同溶液的黏度及剪切应力的变化.如图4所示,测试初始阶段溶液的剪切应力随剪切速率的增大而增大,剪切黏度则随剪切速率的增大而减小,原因主要是:缠结点质量分数的下降.高聚物流体可以看成为瞬间的网络结构体,随着剪切应力大小的改变,动态平衡相应地发生移动.当剪切应力增大,部分缠结点被解除,缠结点的下降使得流体的黏度下降.当剪切速率达到一定值时,体系中大部分缠结点解除,液体流层间只受到摩擦力和外加切应力作用时,黏度呈现平缓,这才是本研究范围内稳定状态下的溶液黏度.因此在其他条件下的流变曲线图将省略初始的突变情况,着重研究其总体的变化趋势
.
图4 不同质量分数PAN/DMAC 溶液剪切应力比较F
ig.4 S hearing strength o f different percent PA N/DM AC so lutions
由图3,4可知,在相同的剪切速率下,黏度随质量分数的增大而增大,剪切应力也随质量分数的增大而增大.同时剪切应力随剪切速率的增大而增大.由公式R =G 可知,剪切应力R 与剪切速率成正比关系,而流变曲线的斜率即G 为溶液黏度.同时,由图3可知,稳定状态下溶液的黏度不随溶液剪切应力或剪切速率的变化而变化.
图5 添加LiCl 后不同质量分数PA N/DMAC 溶液黏度比较Fig.5 Viscosity of the diff erent percent PAN/DMAC
solutions by the adding of salts
实验同时测试了不同质量分数的溶液中均添加1%LiCl 后黏度的变化情况,如图5所示,当添加入LiCl 后各质量分数下的黏度仍然因质量分数关系依次排列,黏度大小依次为10%>8%>6%>4%,同样现象也发生在添加了NaNO 3,NaCl,CaCl 2后.
图6 4%PAN/D MA C 液中加入不同盐与6%PAN/
D MA C 溶液黏度的比较Fig.6
Viscosity of the 4%PAN/DMAC solutions with diff erent salts and 6%PAN/DMAC solutions
本文做了一组比较实验,在质量分数为4%的溶液中,添加上述的4种盐,测试溶液的黏度变化,同时与6%的溶液的黏度放在同张图中进行比较,见图6.实验表明,当溶液质量分数低至4%后,盐的
加入反而使得聚丙烯腈溶液的黏度上升.从图中观察到LiCl 对溶液黏度的影响最大.实验同时发现,
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即使4%PAN/DM AC溶液黏度在添加了盐后有所上升,但仍然不会超过未添加盐条件下的6%PAN/ DMA C溶液黏度.同样的现象也出现在剪切应力的变化上(如图7所示).实验充分表明,盐的加入仅微量影响了溶液黏度,聚丙烯腈溶液黏度总体仍因溶液自身质量分数的变化而变化.
图74%PAN/DMAC纺丝液中加入不同盐对剪切应力影响与6%PA N/DMAC溶液剪切应力的比较
Fig.7Shearing strength of the4%PAN/D MA C solutions with different salts and6%PAN/DMAC solutions
本文继续深入比较了不同种类盐对溶液黏度的影响程度,如图8和9所示,当溶液质量分数升高后,溶液黏度与剪切应力将随着盐的加入而降低.在6%纺丝液质量分数为6%条件下,添加LiCl,NaNO 3, NaCl,CaCl2后溶液黏度与剪切应力都有不同程度的下降,尤其以LiCl的影响程度最明显.
图86%PAN/DMAC纺丝液中加入不同盐对黏度影响比较Fig.8Viscosity of the6%PAN/DMAC solutions with different salts
同样的现象也出现在8%,10%PAN/D MAC 溶液的测试数据中.实验过程中发现NaCl在DMA C中为难溶盐,且对溶液的影响程度较小. NaN O3,CaCl2有一定影响,但与LiCl相比影响较小.
所有实验表明,盐的加入仅微量影响了溶液黏度与剪切应力,在纺丝液质量分数为4%时,盐的加入会使纺丝液的黏度及剪切应力略
有上升,而在纺丝液质量分数大于4%时,盐的图96%PA N/DM A C纺丝液中加入不同盐对剪切应力影响比较Fig.9Shearing strength of the6%PAN/DMAC solutions with diff erent salts
加入均使纺丝液的黏度及剪切应力略有下降.并发现盐对纺丝液黏度及剪切应力的影响远远小于纺丝液自身质量分数的变化对黏度与剪切应力的影响.聚丙烯腈溶液黏度总体仍因质量分数变化而变化.这些规律与在传统聚丙烯腈纤维中添加盐后的黏度变化幅度很大是有区别的[5,6].
2.3加入无机盐对纳米纤维线密度的影响
在纺丝液质量分数为10%的条件下,添加了不同种类的盐,而且添加盐的质量分数均为1%.纺制出纳米纤维,采用SEM观察形态,并用相关软件测试纤维直径,每张SEM图片上取50根较为均匀的纤维,测其直径,取平均值.纤维的电镜图见图10,纤维直径见表2.
图10含不同种类盐的纺丝液静电纺纳米纤维电镜图Fig.10SEM images of nanof ibers electrospun by solution with diff erent salts
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表2纺丝液中添加不同种类盐后纺制的纳米纤维平均直径Table2Mean diameters of nanof ibers electrospun by solution with different salts
添加盐种类LiCl NaNO3CaC l2NaCl 纤维平均直径/nm473462444410注:选取50根纤维,测试纤维平均直径.
表2较为直观地表明添加不同类盐后对纤维直径的影响.添加了LiCl后纤维的直径较添加其他盐的纤维直径略粗.根据理论研究,高聚物溶液导电性增加,使纺丝射流表面电荷增加,使得纺丝更流畅,溶液喷射量增加,导致纤维直径增大.其中LiCl对电导率的影响程度最大,NaN O3,CaCl2的影响次之,而N aCl对其影响较小.所以含有不同种类盐的溶液纺制的纳米纤维的直径从大到小排列顺序为:LiCl>NaNO3>CaCl2>N aCl.同时实验中发现,LiCl的溶解较其他几种盐容易,而且,含LiCl 的纺丝液纺丝更为顺畅.
3结论
(1)聚丙烯腈溶液(PAN/D M AC溶液)质量分数在4%,6%,8%,10%条件下,不添加盐和加入不同种类盐(LiCl,NaN O3,N aCl,CaCl2)后配制静电纺丝溶液,发现溶液的导电性的大小排列顺序为: LiCl>NaN O3>CaCl2>N aCl>无盐.其中LiCl对溶液的电导率的影响程度最大.
(2)盐的加入微量影响了溶液黏度与剪切应力,在纺丝液质量分数为4%时,盐的加入会使纺丝液的黏度及剪切应力略有上升,而在纺丝液质量分数大于4%时,盐的加入均使纺丝液的黏度及剪切应力略有下降,但远远小于纺丝液自身质量分数的变化对黏度及剪切应力的影响.聚丙烯腈溶液黏度及剪切应力总体仍因质量分数变化而变化.
(3)添加了LiCl后静电纺丝纤维的直径较添加其他盐(NaNO3,NaCl,CaCl2)的纤维直径略粗.同时,LiCl的溶解较其他几种盐容易,而且,含LiCl 的纺丝液纺丝更为顺畅.
参考文献
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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
静电纺丝技术及其研究进展*杨恩龙 王善元 李 妮 赵丛涛 (东华大学纺织学院,上海,201620) 摘 要:静电纺丝是目前唯一能够直接、连续制备聚合物纳米纤维的方法。概述了静电纺丝技术及其发展历程,静电纺丝射流的稳态和非稳态的研究成果。介绍了静电纺丝机、静电纺丝技术的新进展及静电纺纳米纤维膜的应用。最后指出静电纺丝的研究方向。 关键词:静电纺丝,纳米纤维,进展 中图分类号:TQ340.6;TS176 文献标识码:A 文章编号:1004-7093(2007)08-0007-05 近几年来,由于纳米材料研究的迅速升温,激起了人们对静电纺丝(又称电纺)进行深入研究的浓厚兴趣。和拉伸、相分离等方法相比,静电纺丝已成为制取纳米纤维最重要、最有效的方法。静电纺纳米纤维的发展历程见表1。 1 静电纺丝技术 1.1 静电纺丝的基本原理 使聚合物溶液或熔体带上高压静电,当电场力足够大时,聚合物液滴可克服表面张力形成喷射细流。带电的聚合物射流拉伸细化,同时弯曲、劈裂,溶剂蒸发或固化,沉积于基布上形成纳米纤维膜。 1.2 静电纺丝的影响因素 静电纺丝的影响因素列于表2。 1.3 静电纺丝的优缺点 静电纺丝法简单、易操作。但是有如下缺点:第一,静电纺丝难以得到彼此分离的纳米纤维长丝或短纤维;第二,目前静电纺丝机的产量很低;第三,静电纺纳米纤维的强度较低。 2 静电纺丝机 2.1 喷丝头与收集板垂直排布的静电纺丝机 喷丝头与收集板垂直排布(立式)的静电纺丝 *国家自然科学基金资助项目(10602014) 收稿日期:2006-10-26 作者简介:杨恩龙,男,1980年生,在读博士研究生。主要从事静电纺纳米纤维的研究工作。 表1 静电纺丝的发展历程 年 份发 展 历 程 1934 Fo r mha ls申请了制备聚合物超细纤维的 静电纺丝装置专利[1] 1966 S i m ons申请了由静电纺丝法制备超薄、 超细非织造膜的专利[2] 1981 L arrondo等对聚乙烯和聚丙烯进行了熔 融静电纺丝的研究[3] 1995 R eneker研究组开始对静电纺丝进行研 究。静电纺丝迅速发展[4] 1999 Fong等对静电纺丝纳米纤维串珠现象及 微观结构作了研究[5~6] 2000 Spivak等首次采用流体动力学描述静电 纺丝过程,并且提出了静电纺丝的工艺 参数。R eneker等研究了静电纺丝过程 的不稳定性[7~8] 2003 全面系统地研究静电纺丝超细纤维微观 形貌的影响因素、表征、过程参数的改 进,以及静电纺丝制取纳米纤维后通过 煅烧制备无机氧化物超细纤维等 2004~2006 开发静电纺纳米纤维的原料。多组分聚 合物的静电纺丝。静电纺丝和其他方法 结合开发新型纳米纤维。捷克利贝雷茨 技术大学与爱勒马可(EL M ARCO)公司 合作生产的纳米纤维纺丝机 纳米蜘蛛 问世 机[9],主要用于静电纺丝的基础研究。 2.2 喷丝头与收集板水平排布的静电纺丝机 喷丝头与收集板水平排布的静电纺丝机(卧
静电纺丝技术及其应用 师奇松, 于建香, 顾克壮, 马春宝, 刘太奇 * (北京石油化工学院材料科学与工程系,北京102617) 摘 要:静电纺丝是一种新技术,它可制备出直径为纳米级的丝,最小直径可至1纳米。介绍了电纺丝制备原理、设备、影响纤维性能的主要工艺参数,综述了静电纺丝技术应用的最新进展,如制备长度无限可控的微米 纳米管子、超净纳米过滤材料等。关键词:纳米材料;纳米纤维;静电纺丝;应用中图分类号:TS 102.5 文献标识码:A 文章编号:0367-6358(2005)05-313-04 Electrospinning Technique and Its Application SHI Q-i song, YU Jian -xiang, GU Ke -zhuang, MA Chun -bao, LI U Ta-i qi * (De partment of Mate rial Scie nce and Enginee ring ,Be ijing Inst itute o f Petro -c he mic al Tec hnology ,Bei j ing 102617,China) Abstract :Electrospinning is a new technique,which can be used to prepare nanofibers with a diameter down to 1nm.In this paper,the theory of electrospinning technique,the equipments for preparing a electrospun fiber and the technological parameters affecting the properties of electrospun fibers were introduced.The new development of the applications of electrospinning technique,such as the preparation of micro nano tubes with controlled lengths and super -purification filtering materials,was reviewed. Key words :nanometer material;nanofiber;electrospinning;application 收稿日期:2003-11-14;修回日期:2004-01-12 基金项目:北京市组织部优秀人才启动经费(BZ00172002),北京市人事局留学人员科技活动择优资助项目(BR -016002)作者简介:师奇松(1977~),女,讲师,主要从事纳米纤维、相变材料的研究。E -mail:liutaiqi@https://www.doczj.com/doc/3a4831416.html,. 纳米纤维主要包括两个概念:一是严格意义上的纳米纤维,是指纤维直径小于100nm 的超微细纤维。另一概念是将纳米微粒填充到纤维中,对纤维进行改性,也就是我们通常意义上的纳米纤维。纳米纤维有以下几种制备方法:静电纺丝法、海岛形双组分复合纺丝法、分子喷丝板纺丝法、聚合过程中直接制造直径纳米纤维,以及采用直接纺丝或后整理方法将纳米粉体材料与纤维复合,制备纳米纤维的方法 [1-3] 。 1 静电纺丝技术 由于超细纤维的优良性能,人们对其制造方法进行了广泛的研究,但是用传统的纺丝方法很难纺出直径小于500nm 的纤维。而静电纺丝方法则能够纺出超细的纤维,直径最小可至1nm 。1.1 静电纺丝的成形工艺 静电纺丝技术与传统纺丝技术有着明显的不同,即静电纺丝技术通过静电力作为牵引力来制备超细纤维。图1是静电纺丝装置示意图。如图所示,在静电纺丝工艺过程中,将聚合物熔体或溶液加上几千至几万伏的高压静电,从而在毛细管和接地的接收装置间产生一个强大的电场力。当电场力施加于液体的表面时,将在表面产生电流。相同电荷相斥导致了电场力与液体的表面张力的方向相反。这样,当电场力施加于液体的表面时,将产生一个向外的力,对于一个半球形状的液滴,这个向外的力就与表面张力的方向相反。如果电场力的大小等于高分子溶液或熔体的表面张力时,带电的液滴就悬挂在毛细管的末端并处在平衡状态。随着电场力的增大,在毛细管末端呈半球状的液滴在电场力的作用下将被拉伸成圆锥状,这就是Taylor 锥。当电场力
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摘要：静电纺丝是制备超细纤维和纳米纤维的重要方法。无论对于天然还是合成聚合物，它都能适用，并可获得直径从几十纳米至几微米不等的纳米级纤维。碳纤维具有优异的物理和化学特性，在复合材料、电子器件、储氢等领域极具应用价值。 本文以聚丙烯腈为原料，二甲基甲酰胺为溶剂，利用静电纺丝装置，采用静电纺丝的方法制备超细的聚丙烯晴基纤维膜，再经预氧化和碳化制得碳纤维。用数码相机图片研究静电纺丝法制备聚丙烯晴基纤维的影响因素，用扫描电子显微镜（SEM）观察纤维膜的形态结构，单纤维电子强力仪等仪器测定纤维的力学性能，结果表明：纤维的直径随着电压的升高，收集距离的增大而变细，随着纺丝液浓度的增加而变粗。处理后聚丙烯晴碳纤维刚度变大，最大应力和断裂伸长呈下降的趋势，有利于作为高强度材料的复合材料。 关键词：静电纺丝；聚丙烯腈基碳纤维；影响因素；力学性能
The Preparation of polyacrylonitrile-based carbon fibers by electrospinning Abstract：Electrospinning is an attractive method of producing fibers from both natural and synthetic polymer with diameters ranging from scores of nanometers to several micrometers. Carbon fiber has a potential application in composite materials, electronic devices, hydrogen storage and other areas due to its excellent physical and chemical properties. The ultrafine polyacrylonitrile-based fiber membrane was prepared by electrospinning, pre-oxidation and carbonization. The polyacrylonitrile was as raw material and the dimethyl formamide was as the solvent. The effects on the preparation of polyacrylonitrile-based fiber membrane by electrospinning were studied using digital camera images. By using scanning electron microscopy(SEM) and single fiber strength tester, the morphologies and mechanical properties of fiber membrane, were also researched. The results show that the diameter of the fiber decrease with the higher of the applied voltage, the longer of the collection distance and the lower of the eletrospinning solution concentration. The stiffness of treated polyacrylonitrile carbon fiber becomes larger, the maximum stress and elongation show a downward trend and can be a candidate for high-strength composite materials. Keywords: Electrospinning; polyacrylonitrile-based carbon fiber; effects; mechanical properties
Production Nozzle-Less Electrospinning Nanofiber Technology Stanislav Petrik and Miroslav Maly Elmarco s.r.o. V Horkach 76/18, CZ-46007 Liberec, Czech Republic ABSTRACT The theoretical background and technical capabilities of the free liquid surface (nozzle-less) electrospinnig process is described. The process is the basis of both laboratory and industrial production machines known as Nanospider TM and developed by Elmarco s.r.o. Technical capabilities of the machines (productivity, nanofiber layer metrics, and quality) are described in detail. Comparison with competing/complementary technologies is given, e.g. nozzle electrospinning, nano-meltblown, and islets-in-the sea. Application fields for nanofiber materials produced by various methods are discussed. Consistency of the technology performance and production capabilities are demonstrated using an example of polyamide nanofiber air filter media. INTRODUCTION Electrospinning methods for creating nanofibers from polymer solutions have been known for decades [1, 2]. The nozzle-less (free liquid surface) technology opened new economically viable possibilities to produce nanofiber layers in a mass industrial scale, and was developed in the past decade [3]. Hundreds of laboratories are currently active in the research of electrospinning process, nanofiber materials, and their applications. Nanofiber nonwoven-structured layers are ideal for creating novel composite materials by combining them with usual nonwovens. The most developed application of this kind of materials is air filtration [4]. liquid filters and separators are being developed intensively with very encouraging results. Also well known are several bio-medical applications utilizing nanofiber materials, often from biocompatible/degradable polymers like PLA, gelatine, collagen, chitosan. These developing applications include wound care, skin-, vessel-, bone- scaffolds, drug delivery systems and many others. [3, 5]. Inorganic/ceramic nanofibers attract growing interest as materials for energy generation and storage (solar and fuel cells, batteries), and catalytic materials [6-10]. To fully explore the extraordinary number of application opportunities of nanofibers, the availability of reliable industrial-level production technology is essential. This paper intends to demonstrate that the technology has matured to this stage.
静电纺丝技术研究及纳米纤维的应用前景 引言： 术语“电纺”来源于“静电纺丝”。虽然电纺这一术语是20世纪90年代才开始使用，但是其基本思想可以追述到60年前。1934一1944年间，FomalaS[1]申请了一系列的专利，发明了用静电场力来制备聚合物纤维的实验装置。1952年，vonnegut和NeubauerI53)发明了电场离子化技术，得到了粒径(0.lmm)均匀、带电程度高的线流。1955年，Drozin进行了不同液体在高电压下，形成气溶胶的研究。1966年，Simons发明了一种装置，用静电场纺丝法制备出了很轻超薄的无纺织物，他在研究中发现，低浓度溶液纺出的纤维较短且细;高浓度溶液纺出的纤维长且连续[2]。1971年，Baumgarten采用静电纺丝法制备出了直径在0.05u m一1.1um的丙烯酸纤维。自从80年代，特别是近些年，由于纳米技术的兴起，使得静电纺丝技术再度引起了纳米材料研究人员的高度关注。采用静电纺丝技术可以很容易的制备出直径在几百微米到几百纳米甚至几十纳米的高质量纤维。目前为止，己经有近上百种高分子采用静电纺丝技术被纺成纳/微米纤维。这些纳/微米纤维有些己经广泛应用于纳米复合材料、传感器、薄膜制造、过滤装置，以及生物医用材料的加工和制造上。本文立足于静电纺丝技术的研究现状，分别从材料的化学组成、纤维的分布方式和特殊结构形态三个方面进行了阐述。同时，概括并展望了纳米纤维的应用领域与前景。 1静电纺丝的基本原理 在电纺丝过程中，喷射装置中装满了充电的聚合物溶液或熔融液。在外加电场作用下，受表面张力作用而保持在喷嘴处的高分子液滴，在电场诱导下表面聚集电荷，受到一个与表面张力方向相反的电场力。当电场逐渐增强时，喷嘴处的液滴由球状被拉长为锥状，形成所谓的“泰勒锥”(Taylorcone)[3-6]。而当电场强度增加至一个临界值时，电场力就会液体的表面张力，从“泰勒锥”中喷出。喷射流在高电场的作用下发生震荡而不稳，产生频率极高的不规则性螺旋运动。
探讨静电纺丝技术的研究进展 摘要：静电纺丝工艺是目前能够直接、连续制备聚合物纳米纤维的方法，具有 工艺简单、操作方便、制造速度快等优点，在医学和环保等领域有广泛应用。介 绍了近年来静电纺丝技术及其应用的研究进展，对静电纺丝的原理、影响因素等 方面进行了综述，对静电纺丝技术在未来的应用提出展望。 关键词：静电纺丝；纳米纤维；进展 引言 纳米纤维严格意义上是指纤维直径小于100nm的超微细纤维。它具有比表面 积大、孔隙率高等特点，因而可广泛应用于高效过滤材料、生物材料、高精密仪器、防护材料、纳米复合材料等领域。20世纪90年代纳米技术研究的升温，使 纳米纤维的制备迅速成为研究热点。静电纺制备聚合物纳米纤维具有设备简单、 操作容易等特点，是目前为止制备聚合物连续纳米纤维最重要的方法之一。 1静电纺丝 静电纺丝设备的简图如图1所示，主要由3部分组成：高压电源、喷丝头和 纤维收集装置。一般采用直流电源供应高压电，而不是交流电源。静电纺丝所需 的高压电为 1～30kV。注射器（或者移液管）将溶液或熔体输送到其末端的喷丝 头处。喷丝头是非常细的金属管且装有电极。收集装置或接收板用于收集纳米纤维，通过改变收集装置的几何尺寸与形状，可调整纳米纤维的排列形态。 2静电纺丝技术的原理 早在1882年，Ｒaleigh的研究发现，带电的液滴在电场中不稳定，进入电场之后，由于 电场力的作用，容易劈裂成较小的液滴。Taylor的研究表明，带电的液滴通过喷丝头进入电 场以后，在电场力以及液体表面张力的共同作用下，液滴逐渐被拉长，形成一个锥状体（Taylor锥），并确定其角度为49.3°。 静电纺丝过程中，聚合物溶液或熔体被挤压到喷丝头，由于电场力和表面张力的作用， 在喷丝头处形成Taylor锥，随着纺丝液不断的被推入电场，纺丝液便会从Taylor锥尖端喷出，在电场中受电场力的作用而被继续拉伸，当射流被拉伸到一定程度时，便会克服表面张力， 发生非稳定性弯曲进而被拉伸并分裂成更细的射流，此时射流的比表面积迅速增大而使溶剂 快速挥发，最终在收集装置上被收集并固化形成非织造布状的纤维毡。 3静电纺丝的影响因素 静电纺丝的影响因素主要包括溶液性质（如黏度、浓度、相对分子质量分布、弹性传导率、介电常数、表面张力等），过程条件（如电压、挤出率、喷丝头与接收装置之间的距离、喷丝头直径等）和环境因素（如温度、湿度、气体流速等）。对于这一方面，很多人进行了 研究。 现有的研究结果表明，在静电纺丝过程中，影响纤维性能的主要工艺参数主要有：聚合 物溶液浓度、纺丝电压、固化距离（喷嘴到接丝装置距离）、溶剂挥发性和挤出速度等。 （1）合物溶液浓度 聚合物溶液浓度越高，粘度越大，表面张力越大，而离开喷嘴后液滴分裂能力随表面张 力增大而减弱。通常在其它条件不变时，随着聚合物溶液浓度的增加纤维的直径也增大。 （2）纺丝电压 随着对聚合物溶液施加的电压增大，体系的静电力增大，液滴的分裂能力相应增强，所 得纤维的直径趋于减少。 （3）固化距离 聚合物液滴经喷嘴喷出后，在空气中伴随着溶剂挥发细流中的同时，合物浓缩固化成纤维，最后被接丝装置接受。对于不同的体系，固化距离对纤维直径的影响不同。例如，对于 聚苯乙烯（PS）/四氢呋喃（THF）体系研究表明，改变固化距离，对纤维直径的影响不明显。
超疏水静电纺丝纳米纤维 摘要：这篇文章介绍了最先进的静电纺丝纳米纤维的科技发展，以及它在自清洁簿膜、智能响应材料和其他相关领域的应用。超疏水自清洁，也成为“荷叶效应”，就是利用表面化学结构和拓扑学的正确结合，在表面形成了一个非常大的接触角并且通过重力使水带着表面上的污垢、颗粒以及其他污染物离开表面。本文简单介绍了超疏水自清洁的理论和静电纺丝过程中的基本原则，为了生成超疏水自清洁表面还讨论了静电纺丝过程的各种参数，这些参数可以有效的控制疏水实体的多渗透性结构的粗糙度，静电纺丝在纳米尺寸上的主要原则以及在通过静电纺丝合成一维材料时存在的困难也被完全的隐藏。另外，本文还比较了不同的静电纺丝纳米纤维的超疏水性能以及它们的科技应用。 关键字：超疏水静电纺丝纳米纤维性能应用展望
Superhydrophobic electrospun nanofibers Abstract: This review describes state-of-the-art scientific and technological developments of electrospun nanofibers and their use in self-cleaning membranes, responsive smart materials, and other related applications. Superhydrophobic self-cleaning, also called the lotus effect, utilizes the right combinations of surface chemistry and topology to form a very high contact angle on a surface and drive water droplets away from it, carrying with them dirt, particles, and other contaminants by way of gravity. A brief introduction to the theory of superhydrophobic self-cleaning and the basic principles of the electrospinning process is presented. Also discussed is electrospinning for the purpose of creating superhydrophobic self-cleaning surfaces under a wide variety of parameters that allow effective control of roughness of the porous structure with hydrophobic entities. The main principle of electrospinning at the nanoscale and existing difficulties in synthesis of one-dimensional materials by electrospinning are also covered thoroughly. The results of different electrospun nanofibers are compared to each other in terms of their superhydrophobic properties and their scientific and technological applications. Key words: superhydrophobic; electrospinning; nanofibers; properties; applications; outlook
静电纺丝技术及其应用 师奇松, 于建香, 顾克壮, 马春宝, 刘太奇 3 (北京石油化工学院材料科学与工程系,北京102617) 摘 要:静电纺丝是一种新技术,它可制备出直径为纳米级的丝,最小直径可至1纳米。介绍了电 纺丝制备原理、设备、影响纤维性能的主要工艺参数,综述了静电纺丝技术应用的最新进展,如制备长度无限可控的微米Π纳米管子、超净纳米过滤材料等。关键词:纳米材料;纳米纤维;静电纺丝;应用中图分类号:TS 102.5 文献标识码:A 文章编号:036726358(2005)052313204 Electrospinning T echnique and Its Application SHI Qi 2s ong , Y U Jian 2xiang , G U K e 2zhuang , MA Chun 2bao , LI U T ai 2qi 3 (Department o f Material Science and Engineering ,Beijing Institute o f Petro 2chemical Technology ,Beijing 102617,China ) Abstract :E lectrospinning is a new technique ,which can be used to prepare nanofibers with a diameter down to 1nm.In this paper ,the theory of electrospinning technique ,the equipments for preparing a electrospun fiber and the technological parameters affecting the properties of electrospun fibers were introduced.The new development of the applications of electrospinning technique ,such as the preparation of micro Πnano tubes with controlled lengths and super 2purification filtering materials ,was reviewed. K ey w ords :nanometer material ;nanofiber ;electrospinning ;application 收稿日期:2003211214;修回日期:2004201212 基金项目:北京市组织部优秀人才启动经费(BZ 00172002),北京市人事局留学人员科技活动择优资助项目(BR 2016002)作者简介:师奇松(1977～),女,讲师,主要从事纳米纤维、相变材料的研究。E 2mail :liutaiqi @https://www.doczj.com/doc/3a4831416.html,. 纳米纤维主要包括两个概念:一是严格意义上 的纳米纤维,是指纤维直径小于100nm 的超微细纤维。另一概念是将纳米微粒填充到纤维中,对纤维进行改性,也就是我们通常意义上的纳米纤维。纳米纤维有以下几种制备方法:静电纺丝法、海岛形双组分复合纺丝法、分子喷丝板纺丝法、聚合过程中直接制造直径纳米纤维,以及采用直接纺丝或后整理方法将纳米粉体材料与纤维复合,制备纳米纤维的 方法[1-3] 。1 静电纺丝技术 由于超细纤维的优良性能,人们对其制造方法进行了广泛的研究,但是用传统的纺丝方法很难纺出直径小于500nm 的纤维。而静电纺丝方法则能够纺出超细的纤维,直径最小可至1nm 。1.1 静电纺丝的成形工艺 静电纺丝技术与传统纺丝技术有着明显的不 同,即静电纺丝技术通过静电力作为牵引力来制备超细纤维。图1是静电纺丝装置示意图。如图所示,在静电纺丝工艺过程中,将聚合物熔体或溶液加上几千至几万伏的高压静电,从而在毛细管和接地的接收装置间产生一个强大的电场力。当电场力施加于液体的表面时,将在表面产生电流。相同电荷相斥导致了电场力与液体的表面张力的方向相反。这样,当电场力施加于液体的表面时,将产生一个向外的力,对于一个半球形状的液滴,这个向外的力就与表面张力的方向相反。如果电场力的大小等于高分子溶液或熔体的表面张力时,带电的液滴就悬挂在毛细管的末端并处在平衡状态。随着电场力的增大,在毛细管末端呈半球状的液滴在电场力的作用下将被拉伸成圆锥状,这就是T aylor 锥。当电场力
聚丙烯腈纳米纤维的发展现状与展望 关键词：聚丙烯腈；静电纺丝；纳米纤维；活化；纳米碳纤维 摘要：聚丙烯腈(PAN)，一种以良好的稳定性和机械性能著称的聚合物，已经广泛应用于碳纳米纤维(CNFs)的生产中，由于其环境友好性和商业可行性等诸多优良特点，近来很受关注。在生产碳纳米纤维(CNFs)的众多单体中，由于聚丙烯腈的高含碳量和加工中的灵活性，以及腈类聚合物的阶梯型结构组成，碳纳米纤维(CNFs)也很容易获得稳定的产品。由此可见，它们在电子、组织工程膜、过滤材料和高性能复合材料等领域有广泛的应用。本文综述了PAN和PAN 预聚体是生产PAN碳纳米纤维(CNFs)聚合物原料中的混合物和各种复合材料。各种PAN的改性和PAN未来的前景在不同的科学技术学科领域都将得以研究。 1. 介绍 聚丙烯腈（PAN）和聚丙烯腈的共聚物已经广泛地地在商业/技术开发领域研究了近一个世纪。PAN可被交联，但也可能存在不交联。PAN的交使其产生了一些重要的物理性能。比如不溶性和耐普通有机溶剂溶胀性。近来，相当大的努力一直致力于研究聚丙烯腈（PAN）的加工和纤维成型技术。在用于生产碳纳米纤维（碳纳米纤维）的各种不同预聚体中，聚丙烯腈是最常用的聚合物，由于梯形结构的腈类通过聚合形成；主要是由于其高的碳产率（高达56％）、弹性剪切最终使碳纳米纤维（CNF）产品容易获得稳定的结构。PAN的化学性质是非常重要，因为其在形成纳米碳纤维的不同应用中，包括高多孔结构化纳米碳纤维的预聚体的使用中表面存储电子和能量应用，以及在石墨增强丝线用于高强度和高刚度的有机复合材料中的应用。最近Inagaki等；介绍了化学和纳米碳纤维的应用科学技术发展研究主要限于日本。Barhate和罗摩克里希发表了纳米纤维作为过滤微小材料的过滤介质。李霞讨论关于静电技术生产纳米纤维的发展趋势。然而，据我们所知，关于PAN-based CNFs研究的不同的技术和PAN-based CNFs 在诸多不同领域中的应用，如图1，对PAN基碳纳米纤维的整体批判性的评价没有过评论。各种PAN的改性作为一个有效的预聚体和他们的未来前景在不同
第36卷第6期 Dec.2018 Vol.36No.6材料科学与工程学报 Journal of Materials Science&Engineering总第176期文章编号：１６７３‐２８１２（２０１８）０６‐０９１６‐０６ 静电纺丝制备聚乙烯醇／纳米纤维素复合纤维及以其作载体的释药性能 司军辉1，2，洪艺鸣1，2，林禄银1，2，吴宇航1，2，崔志香1，2 （１.福建工程学院材料科学与工程学院，福建福州３５０１１８； ２.高分子材料及制品福建省高校重点实验室，福建福州３５０１１８） 【摘要】采用静电纺丝技术制备聚乙烯醇（PVA）／纳米纤维素（NC）复合纤维，并将其作为载体，包覆氨苄西林钠药物，研究其体外释药性能。使用扫描电子显微镜（SEM）研究材料配比、纺丝电压和接收距离对PVA／NC复合纤维形态的影响，利用接触角测定仪测定PVA／NC复合纤维的亲水性能，并通过紫外分光光度计测量载药复合纤维药物释放速率。结果表明：随着纺丝电压和NC含量增加，PVA／NC复合纤维平均直径降低；随着收集距离增加，复合纤维粘结现象消失，且平均直径先降低后增加；随着NC含量的提高，复合纤维亲水性能降低；随着药物含量的增加，药物释放时间的延长，载药PVA／NC／氨苄西林钠复合纤维药物释放速率降低。 【关键词】静电纺丝；纳米纤维素；聚乙烯醇；药物释放 中图分类号：TB332文献标识码：AＤＯＩ：１０.１４１３６／ｊ.ｃｎｋｉ.ｉｓｓｎ１６７３‐２８１２.２０１８.０６.０１１ＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆＰｏｌｙｖｉｎｙｌＡｌｃｏｈｏｌ／ＮａｎｏＣｅｌｌｕｌｏｓｅＣｏｍｐｏｓｉｔｅＦｉｂｅｒｂｙ ＥｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇａｎｄＩｔｓＤｒｕｇＲｅｌｅａｓｅ ＳＩＪｕｎｈｕｉ１，２，ＨＯＮＧＹｉｍｉｎｇ１，２，ＬＩＮＬｕｙｉｎ１，２，ＷＵＹｕｈａｎｇ１，２，ＣＵＩＺｈｉｘｉａｎｇ１，２ （１.ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＦｕｊｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｆｕｚｈｏｕ３５０１１８，Ｃｈｉｎａ； ２.ＦｕｊｉａｎＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，Ｆｕｚｈｏｕ３５０１１８，Ｃｈｉｎａ） 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】In this study，the polyvinyl alcohol（PVA）／nano cellulose（NC）composite fiber was fabricated by electrospinning，and the drug release characteristic of PVA／NC composite fiber w rapped with ampicillin sodium was observed.T he influences of material formulation、electrospinning voltage and collected distance on morphology of PVA／NC composite fiber were studied by SEM.T he hydrophilicity of PVA／NC composite fiber were investigated through contact angle tester.T he drug release rate of PVA／NC／amoxicilin composite fiber was analyzed through U V‐visible spectrophotometer.T he results showed that，with the increasing of electrospinning voltage and the content of NC，the diameter of PVA／NC composite fiber decreases.In addition，as the collected distance increases，the bonding phenomenon among fibers disappeared and the diameter of the PVA／NC composite fiber was decreased at first，and increased afterwards.T he hydrophilicity of PVA／NC composite fiber decreases with the increasing of the content of NC.M oreover，the drug release rate of PVA／NC／ampicillin sodium composite fiber decreased as the drug content and release time increased. 【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】elecrospinning；nano cellulose；p olyvinyl alcohol；drug release 收稿日期：2016‐07‐25；修订日期：2017‐05‐27 基金项目：福建工程学院青年基金资助项目（GY‐Z15091），福建省自然科学基金资助项目（2018I0001），福建省教育厅科研资助项目（JA T170377），国家自然科学基金资助项目（51303027） 作者简介：司军辉，博士，讲师，主要从事高分子材料加工，组织工程支架研发及应用，纳米复合材料制备等研究。E‐mail：sijunhui2004＠https://www.doczj.com/doc/3a4831416.html,。 万方数据
Vo.l 28 高等学校化学学报No .72007年7月 CHEM I CAL J OURNAL OF CH I NESE UN I VERSI T I E S 1220~1222 静电纺丝法制备SrTi O 3多晶微纳米纤维 周险峰1,2,赵 勇2,曹新宇2,薛燕峰1,许大鹏1,江 雷2,苏文辉1 (1.吉林大学物理学院,长春130012;2.中国科学院化学研究所分子科学中心,北京100080) 摘要 应用静电纺丝法并结合So l g el 技术制备了SrT i O 3微纳米纤维.SE M,TEM 及电子衍射分析结果显示,于900 煅烧获得的纤维直径分布在50~400n m 之间,其典型直径约为280n m.XRD 分析结果表明,纤维由立方结构的S r T i O 3晶粒组成,平均晶粒尺寸为33n m. 关键词 静电纺丝;溶胶 凝胶;钛酸锶(Sr T i O 3);超细纤维 中图分类号 O 614 文献标识码 A 文章编号 0251 0790(2007)07 1220 03 收稿日期:2007 03 19. 基金项目:国家自然科学基金(批准号:30370406)资助. 联系人简介:许大鹏(1960年出生),男,博士,教授,博士生导师,主要从事稀土纳米材料研究.E m ai:l xudp@jlu .edu .cn 钛酸锶(Sr T i O 3)为典型的ABO 3钙钛矿型氧化物,由于具有高介电常数、低介电损耗和热稳定性好等优点,在电子、机械和陶瓷工业领域中已得到广泛应用[1].近年来,Sr T i O 3纳米材料的制备和研究 已引起了人们的极大兴趣,但已有研究主要集中于纳米粉体和纳米薄膜上 [2,3],而具有准一维结构的Sr T i O 3微纳米纤维的制备及研究还未见报道. 作为一种制备微纳米超细纤维重要而简单的方法,静电纺丝技术被应用于无机材料微纳米纤维的制备始于2002年[4],至今人们已制备出20多种无机材料超细纤维[5~7].当前国际上微米/纳米系统的研究热点是纳米材料的可控调变制备及其在纳电子学中的应用,通过制备尺寸、形貌和结构都可控的微米/纳米结构单元,进而研究组装分子电子器件、纳米结构传感器等新型器件.因此,制备具有准一维结构的Sr T i O 3微纳米电子陶瓷纤维,在纳电子学研究方面具有重要的应用价值.本文应用静电纺丝法并结合溶胶 凝胶(So l ge l)技术,制备了Sr T i O 3多晶微纳米纤维. 1 实验部分 1.1 试剂与仪器 乙酸锶[Sr(C H 3C OO )2 1/2H 2O )],分析纯,A lfa A esar 公司;钛酸四丁酯[T i(OC 4H 9)4],化学纯,北京化学试剂公司;聚乙烯吡咯烷酮(P VP), A.R.级,ALDR I C H 公司,平均分子量1300000;无水乙醇(C 2H 5OH )和冰醋酸(C H 3COOH )均为分析纯,北京化学试剂公司. JEOL JS M 6700F 型扫描电子显微镜(SE M );J EOL 100CX 型透射电子显微镜(TE M );R i g aku D /m ax 2500型X 射线衍射仪(XRD);STA 409PC 型差热 热重分析仪(TG DSC ,NETZSC H 公司). 1.2 前驱体溶胶的配制 在搅拌下,将0 54g 乙酸锶缓慢地加入到10mL 质量分数为10%的PVP 乙醇溶液中,再滴入1mL 冰醋酸,然后把0 85g 钛酸四丁酯边搅拌边滴入到上述溶液中,在室温下搅拌2h,得到前驱体溶胶. 1.3 静电纺丝 将前驱体溶胶加入到由玻璃注射器制成的纺丝器中(纺丝喷头内径为0 8mm ),用一根插入前驱体溶胶中的铜丝作阳极,铝箔作阴极,铝箔与水平面成30!角,阳极和阴极之间的垂直距离为15c m,在18kV 电压下静电纺丝,在铝箔上即得到无序排列的复合超细纤维. 1.4 Sr T i O 3微纳米纤维的制备 将从铝箔上取下来的复合纤维放入马弗炉中,以2 /m i n 的速率升温,在600,800和900 下分