静电纺丝制备具有纤维取向和大孔结构的纤维网

静电纺丝参数介绍静电纺丝是一种重要的纺织工艺，通过利用静电力将高分子材料以纤维的形式制备出来。

在静电纺丝过程中，各种参数的选择对纤维的质量和性能起着至关重要的作用。

本文将深入探讨静电纺丝的参数选择及其对纤维性能的影响，为相关研究和应用提供指导。

纤维的基本结构在开始讨论静电纺丝参数之前，我们先来了解纤维的基本结构。

纤维通常由分子、聚合物链和晶体等组成。

这些组成部分的排列方式、分子取向和分子间的相互作用力都会影响纤维的性能。

静电纺丝参数的选择静电纺丝的参数包括溶液浓度、喷射电压、喷射距离、气流速度等。

下面将对每个参数进行详细讨论。

1. 溶液浓度溶液浓度是指纺丝液中高分子物质的浓度。

溶液浓度的选择直接影响纤维的直径和物理性质。

较高的溶液浓度会导致纤维直径的增加，但也会增加纤维固化的难度。

因此，在选择溶液浓度时需要综合考虑纤维直径和纤维的可制备性。

2. 喷射电压喷射电压是指静电纺丝设备中用于带电纤维喷射的高压电场。

喷射电压的选择会影响纤维的形成和排列。

较低的喷射电压可能导致纤维断裂，而较高的喷射电压则可能导致纤维溅射和纤维直径的变化。

因此，选择合适的喷射电压至关重要。

3. 喷射距离喷射距离是指从喷射器到收集器的距离。

喷射距离的选择会影响纤维的拉伸和定向。

较大的喷射距离有助于纤维的拉伸和定向，但也会增加纤维断裂的风险。

因此，在选择喷射距离时需要平衡纤维的拉伸和断裂的风险。

4. 气流速度气流速度是指纺丝设备中的辅助气流速度。

较高的气流速度可以帮助纤维的排列和定向，但也会增加纤维的摆动和纤维断裂的可能性。

因此，选择合适的气流速度是确保纤维质量的关键。

不同参数对纤维性能的影响不同的静电纺丝参数对纤维的性能有着不同的影响。

下面将分别讨论每个参数对纤维性能的影响。

1. 溶液浓度对纤维性能的影响•溶液浓度的增加会导致纤维直径的增加。

•较高的溶液浓度会增加纤维的机械强度和热稳定性。

•过高的溶液浓度可能导致纤维的孔隙度增加，从而影响纤维的吸湿性能。

静电纺丝技术制备纳米纤维的基本原理与应用静电纺丝技术是近年来较为成熟的纳米纤维制备技术之一，具有高效、简便、易操作等特点。

本文将介绍静电纺丝技术的基本原理，探讨其应用领域，并简单举例说明。

一、静电纺丝技术的基本原理静电纺丝技术是指将高分子溶液通过高压电场作用，形成纳米级的纤维。

其工作原理基于三个主要因素：高分子的表面张力、电荷密度和电场强度。

在电场的作用下，载有电荷的高分子溶液会形成电荷分布，随后在电场的作用下，溶液中的高分子链状分子朝向电极移动而形成了纳米级的纤维。

这些纳米纤维以径向跟随电场分布，并且由于高分子链间的极性相互作用力、表面张力等因素的固化作用下逐渐形成完整的纳米纤维膜。

二、静电纺丝技术的应用领域(一) 高分子工业静电纺丝技术在高分子工业上有着广泛的应用。

由于其纳米纤维的特殊性质，可以增强高分子材料的机械性能、光学性能、电学性能等特征。

高分子纳米纤维的应用范围涉及到纺织品、防辐射针织品、过滤器、滤清器、气凝胶、船用材料等。

(二) 食品科学静电纺丝技术在食品科学中也有着广泛的应用。

利用静电纺丝技术制备的纳米纤维对于食品中的油脂、营养成分、气味等具有吸附、封存、保护的效果。

同时，纳米纤维膜具有较高的透气性能和大表面积，可以被应用于保鲜、包装、防霉、防菌等方面。

(三) 医药领域静电纺丝技术在医药领域中的应用较为广泛。

制备高分子纳米纤维材料用于医疗设备的制造，例如口罩、医用手套、敷料等。

此外，静电纺丝在药物传输、生物识别、细胞培养、组织修复等方面也有着广泛的应用。

三、例子详解——静电纺丝技术制备抗菌口罩随着新型冠状病毒的传播，口罩成为了人们必备的生存物品。

传统的口罩材料往往有着较为严重的缺陷，无法对抗空气中的病原体产生作用，再加上长时间佩戴，出现细菌和真菌的滋生。

基于静电纺丝技术的口罩材料则可以有效地解决上述问题。

利用静电纺丝技术，制备的口罩材料具有高度的表面积，并且具有极佳的抗菌和透气性能。

静电纺丝技术制备聚合物纳米纤维膜的研究聚合物纳米纤维膜是一种新型的材料，由于其具有优异的物理和化学性质而受到越来越多的关注。

目前，研究人员开展了大量的工作，以开发制备这种材料的新方法。

静电纺丝技术是一种被广泛应用于聚合物纳米纤维膜制备的方法。

该方法以高压静电场为驱动力，通过将聚合物分子从液态转变为固态，从而制备具有纳米级尺度的聚合物纤维。

本文将介绍静电纺丝技术制备聚合物纳米纤维膜的原理、优点以及应用。

一、静电纺丝技术的原理静电纺丝技术是指将含有聚合物溶液的“滴”，通过高压静电场的作用，使溶液从液态转变为纳米级尺度的聚合物纤维的过程。

该技术涉及两个相反的过程：传输和荷电。

在传输过程中，溶液从喷嘴中被喷出，形成溶液“滴”，然后通过高压静电场的作用，这些滴获得了荷电，移动到地面或由电极吸附。

在荷电过程中，因为这些荷电粒子被静电力所吸引，所以它们沿着高压电极向下运动。

当这些荷电粒子接近到一定距离，它们之间的静电引力就足以克服表面张力，形成纳米级尺度的聚合物纤维。

二、静电纺丝技术的优点制备聚合物纳米纤维膜的传统方法包括溶液浸渍、熔融拉伸等技术，但这些方法都存在着一些局限性，如工艺复杂、成本高等。

相比之下，静电纺丝技术具有如下优点：1.高效性：该技术可在较短时间内制备大量的纳米级聚合物纤维，并可实现连续性生产。

2.灵活性：静电纺丝技术可以制备出不同形态、大小和形状的聚合物纳米纤维。

3.高质量：该技术制备的聚合物纳米纤维具有高度纯度、尺寸一致性好和结构紧密等特点，使其应用广泛。

三、聚合物纳米纤维膜的应用聚合物纳米纤维膜由于其纳米级尺度的尺寸和优良的物理化学性质，在多个领域中都有着广泛的应用。

下面简要介绍其主要应用领域。

1.过滤和分离领域：聚合物纳米纤维膜由于其纤维间距非常小，同样尺寸的纳米级颗粒、蛋白质等大分子物质可以被过滤掉，这使其在液体过滤和气体过滤领域有广泛的应用。

2.生物医学领域：在不同细胞之间建造三维聚合物纳米纤维膜支架，使得细胞能够依附并形成新的组织，有利于修复受损的组织和器官。

CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 硕士生课程论文题目静电纺丝法简介学生姓名张辉华学号133511018指导教师秦毅红学院冶金与环境学院专业冶金工程完成时间2014.5.27静电纺丝法简介摘要：静电纺丝法是聚合物溶液或熔体在静电作用下进行喷射拉伸而获得纳米级纤维的纺丝，作为一种新颖的纳米纤维制备方法，具有许多一般纳米纤维制备法没有的优点，在国内外一直引起广泛的关注。

本文主要是介绍了静电纺丝的基本原理以及研究重点，同时简要地介绍了此方法在电池材料一起其他材料上的应用。

前言静电纺丝就是高分子流体静电雾化的特殊形式，此时雾化分裂出的物质不是微小液滴，而是聚合物微小射流，可以运行相当长的距离，最终固化成纤维。

静电纺丝技术在1934年首先由Formhals[1]提出, 随后的相当长一段时间又有多项专利出现。

近年来，随着纳米材料研究的兴起，人们发现由电纺制得的纤维的直径可以达到纳米级，使得这种技术重新受到重视并出现了大量的文献[2]。

目前, 主要是从事材料、化工和高分子领域的科学家在研究静电纺丝。

1 静电纺丝实验装置与基本原理1.1 电纺过程所需设备高压电源，溶液储存装置，喷射装置( 如内径 1 mm 的毛细管) 和收集装置( 如金属平板、铝箔等) 。

图1为传统的单纺装置。

图1 经典的静电纺丝装置示意图高压静电场(一般在几千到几万伏) 在毛细喷丝头和接地极间瞬时产生一个电位差，使毛细管内聚合物溶液或者熔融体(一般为非牛顿流体) 克服自身的表面张力和粘弹性力，在喷丝头末断呈现半球状的液滴。

随着电场强度增加，液滴被拉成圆锥状即Taylor锥。

当电场强度超过一临界值后，将克服液滴的表面张力形成射流(一般流速数m/s)，在电场中进一步加速，直径减小，拉伸成一直线至一定距离后弯曲，进而循环或者循螺旋形路径行走，伴随溶剂挥发或熔融体冷却固化，终落在收集板上形成纤维，直径一般在几十纳米到几微米之间。

除去传统的单纺丝还有其他的一些纺丝方式，如同轴静电纺丝，共轴复合纺丝就是将两种不同聚合物溶液预先不经混合, 而是各自在电场力的驱动下共轴喷射经过同一个毛细管或注射器针头出口，得到连续的复合纤维的方法，该纤维具有核-壳结构。

静电纺丝纳米纤维的工艺原理、现状及应用前景一、本文概述本文旨在深入探讨静电纺丝纳米纤维的工艺原理、现状及应用前景。

我们将详细阐述静电纺丝技术的基本原理，包括其工作原理、操作步骤以及关键影响因素。

接着，我们将概述当前静电纺丝纳米纤维的研究现状，包括纳米纤维的制备技术、性能调控以及应用领域等方面的最新进展。

我们将展望静电纺丝纳米纤维的未来应用前景，分析其在各个领域中的潜在应用价值以及可能面临的挑战。

通过本文的综述，我们希望能够为相关领域的研究人员提供关于静电纺丝纳米纤维的全面了解，并为未来的研究提供有益的参考和启示。

我们也期望能够引起更多研究者对静电纺丝纳米纤维技术的关注，共同推动其在各个领域的广泛应用和发展。

二、静电纺丝纳米纤维的工艺原理静电纺丝是一种利用静电场力将高分子溶液或熔体拉伸成纳米级纤维的技术。

其工艺原理主要涉及到电场力、表面张力和高分子链的缠结作用。

在静电纺丝过程中，高分子溶液或熔体被置于一个强静电场中。

当电场强度足够大时，液体表面电荷密度增加，形成泰勒锥。

随着电荷的不断积累，电场力克服表面张力，使得泰勒锥的尖端形成射流。

射流在电场力的作用下被迅速拉伸，同时溶剂挥发或熔体冷却固化，最终形成纳米级纤维。

在这个过程中，高分子链的缠结作用也起到了关键作用。

高分子链之间的缠结使得纤维在拉伸过程中保持一定的结构稳定性，防止纤维断裂。

缠结作用还有助于纤维在接收装置上的沉积和收集。

静电纺丝技术具有操作简便、纤维直径可控、可制备多种材料等优点，因此在纳米材料制备、生物医用、环境保护等领域具有广泛的应用前景。

通过深入研究静电纺丝纳米纤维的工艺原理，可以进一步优化纺丝过程，提高纤维的性能和产量，为相关领域的科技进步做出贡献。

三、静电纺丝纳米纤维的现状静电纺丝技术自其诞生以来，在纳米纤维制备领域已经取得了显著的进展，并逐渐发展成为一种高效、可控的纳米纤维生产方法。

目前，静电纺丝纳米纤维的研究与应用已经涉及到了众多领域，如环境保护、生物医疗、能源科技、纺织工程等。

静电纺丝技术的影响因素及应用研究综述静电纺丝技术是一种利用静电场将高分子溶液或熔融体拉丝成纤维的方法。

它具有成本低、生产效率高、可以制备纤维细、密、异性结构调控等优势。

近年来，静电纺丝技术在纺织、医药、环境保护等领域得到了广泛应用。

本文将对静电纺丝技术的影响因素及应用研究进行综述。

影响静电纺丝技术的因素主要有以下几个方面：一、高分子材料的选择静电纺丝技术适用于多种高分子材料，例如聚丙烯、聚丙烯腈、聚酯等。

在选择高分子材料时，需要考虑其分子结构、分子量、熔点、溶解性等因素，以确保其适合静电纺丝工艺条件。

二、静电场的强度和分布静电纺丝过程中，静电场的强度和分布对纤维的拉伸和收集起到关键作用。

适当调整静电场的强度和分布可以改善纤维的拉伸性能和形状的均匀性，从而得到质量较好的纤维产物。

三、喷丝喷嘴结构喷丝喷嘴是静电纺丝工艺中至关重要的设备之一，其结构对纤维的形状、尺寸和性能有着重要影响。

合理设计和优化喷丝喷嘴结构，可以提高纤维的拉伸性能和收集效率。

四、工艺参数的优化静电纺丝工艺参数包括喷丝喷嘴的温度、静电场的电压、喷丝溶液的流速等。

合理优化这些工艺参数，可以有效控制纤维的直径、密度和形状，提高纤维的品质和产量。

静电纺丝技术的影响因素主要包括高分子材料的选择、静电场的强度和分布、喷丝喷嘴结构以及工艺参数的优化等方面。

针对这些影响因素，科研人员通过不断的实验研究和工艺探索，已经取得了许多有价值的研究成果。

下面，我们将结合相关研究成果，对静电纺丝技术在纺织、医药和环境保护领域的应用进行综述。

一、静电纺丝技术在纺织领域的应用静电纺丝技术可以制备直径较细的纤维，因此在纺织领域有着广泛的应用前景。

利用静电纺丝技术可以生产出具有纳米级直径的纤维，这种纤维具有良好的透气性、吸湿性和柔软度，被广泛应用于功能性纺织品的制备。

静电纺丝技术还可以制备具有微孔结构的纤维薄膜，这种薄膜可以用于过滤材料、隔离材料等领域。

通过调控静电纺丝工艺条件，可以控制纤维薄膜的孔径和孔隙率，从而获得具有特定过滤性能的纤维膜材料。

静电纺丝法制备的多孔碳纳米纤维李静;乔辉;魏取福【摘要】用静电纺丝法制备了聚丙烯腈(PAN)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合纳米纤维,经预氧化、高温炭化,制备用作锂离子电池负极材料的碳纳米纤维(CNF).透射电子显微镜(TEM)和比表面积分析发现:制备的CNF具有多孔结构,比表面积达到572.9 m2/g,平均孔径为33.6 nm.以50 mA/g的电流在0.01～ 3.00V循环,制备的多孔CNF的首次放电比容量为333.3 mAt/g,第20次循环的可逆比容量为231.8 mAh/g,充放电效率近90％.%Polyacrylonitrile (PAN)/poly(methyl methacrylate) (PMMA) composite nanofibers were prepared by electrospinning technique,then porous carbon nanofibers (CNF) as anode material for Li-ion battery were obtained by pre-oxidation and high temperature carbonation. The analyses of transmission electron microscopy (TEM) and specific surface area showed that the as-prepared CNF had porous structure,the specific surface area was 572.9 m2/g,the mean pore size was 33.6 nm. When cycled in 0.01 - 3.00 V with the current of 50 mA/g,the initial specific discharge capacity of the as-prepared porous CNF was 333.3 mAh/g, the reversible specific capacity was 231.8 mAh/g at the 20th cycle, the charge-discharge efficiency was near 90% .【期刊名称】《电池》【年(卷),期】2011(041)003【总页数】3页(P132-134)【关键词】静电纺丝法;碳纳米纤维(CNF);多孔结构;负极材料;充放电性能【作者】李静;乔辉;魏取福【作者单位】江南大学纺织服装学院,生态纺织教育部重点实验室,江苏无锡214122;江南大学纺织服装学院,生态纺织教育部重点实验室,江苏无锡214122;江南大学纺织服装学院,生态纺织教育部重点实验室,江苏无锡214122【正文语种】中文【中图分类】TM912.9锂离子电池所用的碳负极材料,主要为石墨类材料和低温热解碳。

静电纺丝碳纤维微观结构
静电纺丝是一种制备纳米纤维的方法，通过将高电压施加到聚合物溶液或熔体上，使其在电场作用下形成纤维。

碳纤维是由含碳原子的纤维组成，具有轻质、高强度和耐高温等特点。

静电纺丝碳纤维的微观结构主要包括以下几个方面：
1. 分子结构，静电纺丝碳纤维的分子结构主要取决于原料聚合物的种类，如聚丙烯、聚丙烯腈等。

在静电纺丝过程中，聚合物溶液或熔体被拉伸成纤维，分子链在拉伸过程中会发生定向排列，这种定向排列对纤维的性能有重要影响。

2. 结晶结构，静电纺丝碳纤维的结晶结构对其性能具有重要影响。

在纤维形成过程中，分子链会发生结晶，形成晶体区域和非晶区域。

晶体区域的形态和尺寸会影响纤维的力学性能和导电性能。

3. 表面形貌，静电纺丝碳纤维的表面形貌通常是光滑且细长的纳米级纤维，表面的形貌对纤维的表面性质和增强效果具有重要影响。

4. 孔隙结构，静电纺丝碳纤维通常具有多孔结构，这种多孔结
构有利于纤维的吸附性能和应用于过滤材料等领域。

总的来说，静电纺丝碳纤维的微观结构对其性能具有重要影响，包括分子结构、结晶结构、表面形貌和孔隙结构等方面。

这些微观
结构的特点决定了静电纺丝碳纤维在材料科学和工程应用中的性能
表现和潜在应用领域。

静电纺丝的原理及应用静电纺丝就是高分子流体静电雾化的特殊形式，此时雾化分裂出的物质不是微小液滴，而是聚合物微小射流，可以运行相当长的距离，最终固化成纤维。

静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝。

在电场作用下，针头处的液滴会由球形变为圆锥形（即“泰勒锥”），并从圆锥尖端延展得到纤维细丝。

这种方式可以生产出纳米级直径的聚合物细丝。

原理将聚合物溶液或熔体带上几千至上万伏高压静电，带电的聚合物液滴在电场力的作用下在毛细管的Taylor锥顶点被加速。

当电场力足够大时，聚合物液滴克服表面张力形成喷射细流。

在细流喷射过程中溶剂蒸发或固化，最终落在接收装置上，形成类似非织造布状的纤维毡。

装置静电纺丝的装置主要由推进泵、注射器、高压电源以及接收装置组成。

其中，高压电源的正极与负极分别与注射器针头和接收装置相连，而接收装置的形式也是多样化的，可以是静止的平面、高速转动的滚筒或者圆盘。

纺丝的参数设置、环境条件等对纺丝过程的影响至关重要。

影响因素静电纺丝法制备纳米纤维的影响因素很多，这些因素可分为溶液性质，如黏度、弹性、电导率和表面张力；控制变量，如毛细管中的静电压、毛细管口的电势和毛细管口与收集器之间的距离；环境参数，如溶液温度、纺丝环境中的空气湿度和温度、气流速度等。

溶液黏度对纤维性能的影响同轴静电纺丝同轴静电纺是在静电纺的基础上改造而来，其基本原理是在两个内径不同但同轴的毛细管中分别注入芯质和壳质溶液，二者在喷头末端汇合，在电场力的作用下固化成为复合纳米纤维。

同轴静电纺丝解决了纺丝时纺丝液必须是均一体系的缺陷，所制备的同轴纤维在均匀性、连续性上都优于其它方法得到的纤维。

采用同轴静电纺丝的方法可以制得中空纤维和纳米复合纤维等。

应用静电纺丝技术制备的纳米纤维，具有比表面积大、孔隙率高、尺寸容易控制、表面易功能化（如表面涂覆、表面改性）等特点，在许多领域都有重要的应用价值。

静电纺丝技术在构筑一维纳米结构材料领域已发挥了非常重要的作用，应用静电纺丝技术已经成功的制备出了结构多样的纳米纤维材料。

第36卷第1期2022年1月中国塑料CHINA PLASTICSVol.36，No.1Jan.，2022聚合物离心静电纺丝技术研究进展安瑛，刘宇亮，谭晶，杨卫民，阎华，李好义∗（北京化工大学机电工程学院，北京100029）摘要：简述了离心静电纺丝技术的工作原理，对国内外近期离心静电纺丝的研究进展进行了综述。

总结了离心静电纺丝的成纤机理，根据纺丝材料特性，将离心静电纺丝分为溶液离心静电纺丝和熔体离心静电纺丝两类，并将这两类纺丝方法的装置和工艺创新进行了分类，总结了各种装置的结构特征和优缺点，并对其工艺参数进行了分析。

最后对离心静电纺丝微纳米纤维的应用进行了简介，针对离心静电纺丝中存在的问题以及未来的发展趋势进行了浅析。

关键词：离心静电纺丝；纳米纤维；聚合物中图分类号：TQ320.66文献标识码：A 文章编号：1001­9278（2022）01­0172­06DOI ：10.19491/j.issn.1001­9278.2022.01.025Research progress in polymer centrifugal electrospinningAN Ying ，LIU Yuliang ，TAN Jing ，YANG Weiming ，YAN Hua ，LI Haoyi ∗（College of Mechanical and Electrical Engineering ，Beijing University of Chemical Technology ，Beijing 100029，China ）Abstract ：The working principle of centrifugal electrostatic spinning technology was briefly described ，and the recent re­search progress of centrifugal electrostatic spinning at home and abroad was reviewed.The fiber formation mechanism of centrifugal electrostatic spinning was summarized ，and the centrifugal electrostatic spinning was divided into two catego­ries according to the characteristics of spinning materials ：solution centrifugal electrostatic spinning and melt centrifugal electrostatic spinning.The device and process innovations of these two types of spinning methods were classified ，and the structural characteristics and advantages and disadvantages of various devices were summarized.Furthermore ，their pro­cess parameters were analyzed.Finally ，the applications of centrifugal electrostatic spinning of micro and nano fibers were briefly described ，and the problems in centrifugal electrostatic spinning and the future development trend were analyzed.Key words ：centrifugal electrospinning ；nanofiber ；polymer0前言随着纳米纤维技术的发展，纤维的使用范围越来越广，被广泛应用于过滤［1­2］、传感器［3］和组织工程［4］等领域，因此对纳米纤维先进制备技术的需求越来越迫切。

静电纺丝技术制备纳米纤维材料的研究与应用引言：纳米科技的快速发展带来了许多前所未有的新材料和应用。

纳米纤维材料作为一种重要的纳米材料，在各个领域展示出了广阔的应用前景。

静电纺丝技术作为一种常用的制备纳米纤维材料的方法，凭借其简单、高效、可控性强的特点，受到了广泛的关注与研究。

本文旨在介绍静电纺丝技术制备纳米纤维材料的原理与过程，并探讨其在不同领域的应用潜力。

1. 静电纺丝技术概述静电纺丝技术是一种通过高电场作用下将聚合物溶液或熔体形成纤维的技术。

其基本原理为将容器中的聚合物溶液或熔体通过尖端形成纳米尺度的液柱，然后加高电压使液柱发生弯曲，并在空气中快速固化成纤维。

通过控制溶液的流速、电压、尖端直径和距离可以调节纤维的直径和形态，实现纳米尺度下的制备。

2. 静电纺丝技术制备纳米纤维材料的优势2.1 高效而可控的纤维制备静电纺丝技术可以制备纤维直径从几纳米到几微米的范围内的纳米纤维材料。

通过调节工艺参数，能够实现对纤维直径和形态的精确控制。

这种高效而可控的纤维制备特性使得静电纺丝技术在材料科学、纺织、医疗等领域得到广泛的应用。

2.2 纳米纤维材料的独特性能由静电纺丝技术制备的纳米纤维材料具有很多独特的性能。

首先，纤维直径纳米尺度下的纳米纤维材料具有较大的比表面积，使得其在能量存储、传感器、催化剂等领域具有更好的性能。

其次，纳米纤维材料具有高强度和高可拉伸性，可用于制备高性能纺织材料、过滤器、生物医学支架等。

此外，纳米纤维材料还具有优异的透气性和防护性能，可应用于口罩、防弹材料等领域。

3. 静电纺丝技术在不同领域的应用3.1 纺织领域静电纺丝技术制备的纳米纤维材料在纺织领域具有广阔的应用前景。

其具有的高比表面积和高强度使其成为制备高性能纺织材料的理想选择。

例如，将静电纺丝纳米纤维与常规纺织纤维结合，可以制备出具有更好透气性、抗菌性和防尘性能的纺织品。

此外，纳米纤维材料还可以被用于制备高效过滤材料和防弹材料。

静电纺丝技术制备纳米纤维膜的研究随着科技的不断发展，我们的生活中出现了越来越多的高科技产品。

其中，纳米材料是近年来备受关注的一种材料，因为它具有独特的物理和化学性质，具有广泛的应用前景，尤其是在医学、环保和能源等领域。

纳米纤维膜就是纳米材料的一种，它由纳米级直径的纤维组成，具有较大的比表面积和特殊的物理、化学性质。

本文将重点关注静电纺丝技术制备纳米纤维膜的研究。

一、静电纺丝技术的原理静电纺丝技术是一种通过静电力将聚合物液滴拉成纤维的技术。

该技术的原理是利用高电场或者静电场的作用下，将聚合物液体（或溶胶）通过微型喷嘴高速喷出，然后在飞行过程中被拉伸成纤维。

在空气中，由于液滴表面带有电荷，因此液滴在飞行过程中受到一个静电场的作用，使得表面电荷分布不均，造成了液滴内部的拉伸和电荷的再分布。

这种电荷分布在液滴各处都不同，从而使得液滴逐渐成为了一个不规则的形状，最后拉成了一个纤维。

二、静电纺丝技术制备纳米纤维膜的优势相较于传统的制备材料的方法，静电纺丝技术制备纳米纤维膜有以下的一些优势：1、材料易得：静电纺丝的材料可以是各种聚合物，包括天然聚合物和合成聚合物，为制备不同艺术品提供了很大的便利。

2、适用范围广：静电纺丝技术不仅适用于制备聚合物纳米纤维膜，同时也可用于生命科学和药物分子的制备。

3、控制性能优良：静电纺丝技术可在控制的条件下制备纳米纤维膜，从而使得材料的柔软度、强度、厚度、直径、形状等物理化学性质都可以进行调整。

三、静电纺丝技术制备纳米纤维膜的应用静电纺丝技术制备的纳米纤维膜由于具有独特的物理和化学性质，因此在许多领域都有着广泛的应用前景。

1、医疗领域：静电纺丝技术制备的纳米纤维膜具有较大的比表面积，可以作为支架、修复组织损伤等医学应用方面使用。

2、环保领域：静电纺丝技术制备的纳米纤维膜在气体过滤、液体过滤和水处理等环境资源方面有着广泛的应用。

3、能源领域：静电纺丝技术制备的纳米纤维膜具有高比表面积和通道数量，对于电池、电解质、太阳能电池、传感器等领域都有重要影响。

静电纺丝技术及纳米材料制备静电纺丝技术是一种常用于制备纳米材料的技术，通过将聚合物或其他材料溶液喷射至高压电场中，利用静电力将溶液中的纳米颗粒排列成纤维。

这种简单而高效的技术被广泛应用于纳米材料制备、纤维加工、医学及组织工程等领域。

一、静电纺丝技术的工作原理静电纺丝技术利用静电力将溶液中的纳米颗粒从尖端喷射出来，形成纤维。

其工作原理可以概括为以下几个步骤：1. 溶液制备：首先，需要将所需材料溶解于适量的溶剂中，形成所谓的电纺溶液。

这种溶液应具有适当的黏度和表面张力，以便在电场中形成稳定的纳米纤维。

2. 喷射过程：将电纺溶液注入一个特定的喷射器中，通过控制喷射器的速度和电压，调节纤维的形状和直径。

在喷射的过程中，静电力使得溶液中的纳米颗粒向喷射器尖端聚集和喷射出来，最终形成纤维。

3. 固化处理：将喷射出的纤维置于适当的固化条件下，使纳米颗粒聚合并形成稳定的纤维结构。

常见的固化方式包括热处理、紫外线辐射、化学反应等。

二、静电纺丝技术的优势静电纺丝技术具有以下几个重要的优势，使得其成为一种广泛应用于纳米材料制备领域的关键技术：1. 简单易行：相比于其他纳米材料制备技术，静电纺丝技术仪器简单，操作也相对容易。

不需要复杂的设备和条件，可以在常规实验室中进行。

2. 纳米纤维可调性好：静电纺丝技术可以通过调节溶液的组分、浓度、喷射参数等，灵活控制纤维的直径、形状和结构，从纤维级别实现对纳米材料性能的调控。

3. 快速、高效：静电纺丝技术制备纳米纤维的速度非常快，可以在几分钟内获得大量的纳米纤维。

同时，纤维的制备过程中不需进行复杂的加热或冷却操作。

4. 对多种材料适用性强：静电纺丝技术可用于多种材料的制备，包括聚合物、金属、无机材料等。

因此，它具有广泛应用的潜力。

三、纳米材料在各个领域的应用纳米材料由于其独特的特性和结构，被广泛应用于各个领域。

利用静电纺丝技术制备的纳米材料具有纤维状结构，为纳米材料的应用提供了更多可能性。

2021.02科学技术创新静电纺丝法制备NaSrBO 3:5%Eu 3+纳米纤维及发光特性张渤琦李霜*（长春理工大学理学院，吉林长春130022）1概述近几年，稀土发光材料在照明、显示和光通信等领域中获得了广泛的研究与应用[1,2]。

第四代WLED 光源具有效率高、使用寿命长和环保等优点，是传统白炽灯和荧光灯的理想替代品[3]。

它是通过“荧光转换”来实现的，这标志着白光可以由黄色的Y 3Al 5O 12:Ce 3+(YAG:Ce)荧光粉封装在蓝色（460nm ）InGaN 芯片上来实现。

然而由于其光谱中缺乏红光部分，所呈现出的“冷白”光具有低的显色指数（CRI ＜80）[4-5]。

因此，这些缺点限制了它作为照明光源的广泛商业化。

所以红色的荧光材料引起了研究者们的热潮[6-8]。

三价Eu 3+稀土离子的特征发射在615nm 左右，可以有效的弥补白光中缺乏的红光部分。

静电纺丝法是可以直接并且连续制备聚合物纳米纤维的工艺方法[9-10]，具有易操作，效率高，可控性高等优点，其制备的一维纳米纤维具有合成条件低、性能优越等特点，成为制备稀土发光材料的重要方法之一[11-12]。

在本文中，我们利用静电纺丝技术结合高温煅烧工艺制备了NaSrBO 3:5%Eu 3+纳米纤维，对合成产物的结构、形貌及发光特性进行了研究。

2实验2.1实验原料硝酸钠（NaNO 3，99%，阿拉丁试剂）；硝酸锶(Sr(NO 3)2，99%，阿拉丁试剂)；硝酸铕(Eu (NO 3)3，99.9%，阿拉丁试剂)；硼酸（H 3BO 3，99.5%，北京化工厂）;（聚乙烯基吡咯烷酮PVP ，99%，阿拉丁试剂）；以上试剂均未进一步纯化。

2.2NaSrBO 3:5%Eu 3+纳米纤维的制备采用静电纺丝技术和高温烧结工艺对NaSrBO 3:5%Eu 3+纳米纤维进行了制备。

具体制备流程如图1所示。

将NaNO 3、Sr(NO 3)2、H 3BO 3和Eu(NO 3)3试剂按Na:Sr:B:Eu=1:1:1:0.05摩尔比进行称量，将混合后的粉末加入2ml 去离子水中，加热至60℃并搅拌至完全溶解。

嘉兴学院纺织导论第五章--长丝纱成纱工艺流程及其原理(薛元)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：第五章长丝纱线的成纱原理及其工艺流程本章知识要点1、了解长丝纤维的纺丝成形原理；2、理解长丝复合变形与多重加工的概念；3、掌握长丝纱线的加工工艺流程及其原理。

由若干根长丝经过拉伸和变形工艺组合形成的具有一定力学性能的细而长的纤维集合体即为长丝纱线。

长丝纱线一般加工过程可分为四步,即①纺丝成型:涉及到高分子材料的纤维化技术；②拉伸－定型：在低应力纺丝条件下，分子链未得到充分的伸展,拉伸使分子链伸展并沿纤维轴向取向，进一步的拉伸取向会导致结晶度的提高(取向由诱导结晶），同时使得初生纤维的物理力学性能、染色性能发生变化;③变形：加捻、假捻、空气变形、空气网络、BＣＦ变形等等；④卷绕:高速卷绕成形，使长丝具有一个便于运输、便于管理、便于退绕、便于使用的卷装形式。

根据纺丝速度的不同以及对长丝风格和手感的不同要求,可以设计不同的纺丝--拉伸—变形加工工艺,以较低廉的成本取得最佳的织物效果。

第一节长丝的纺丝成型加工原理一、纺丝液的制备纺织纤维是具有特定形状的固体柔性材料。

纺丝的主要任务是将固体材料纺制成细长状且具有一定力学性能的柔性纤维材料。

任何一种物质只有在液态时才能随意改变自身的形状。

因此,纺丝的主要过程应该包含了将固体聚合物制备成液态（或粘流态)，再将液态聚合物转变成纤维形状，然后固化形成纤维材料。

二、纺丝成形将纺丝流体,用纺丝泵连续、定量而均匀地从喷丝头或喷丝板的毛细孔中挤出而成液态纺丝液细流,再在空气、水或凝固浴中固化成丝条的过程称为纺丝或纤维成形。

纺丝是化学纤维生产过程中的关键工序，改变纺丝的工艺条件，可在较大范围内调节纤维的结构，从而相应地改变所得纤维的物理机械性能。

表５－１.主要纺丝方法液体化方式工艺特点纺丝方法使用电加热加热成熔体状态加热聚合物成熔体状态螺杆挤出后在空气中冷却,固化成纤维熔融纺丝使用溶剂溶解制备成悬浊液或乳液,成为液体状态溶剂溶解聚合物成液体状态螺杆挤出后溶剂在空气中蒸发,溶质固化成纤维溶液溶剂纺干法纺丝溶剂溶解聚合物成液体状态螺杆挤出后在固化液中溶剂与固化液中和,溶质固化成纤维溶液溶剂纺湿法纺丝按成纤高聚物的性质不同,化学纤维的纺丝方法主要有熔融纺丝法和溶液纺丝法两大类,此外，还有特殊的或非常规的纺丝方法。

静电纺丝技术在纳米材料制备中的应用案例解析静电纺丝技术是一种常用的纳米材料制备方法，通过将高分子溶液通过高电压静电纺丝枪喷射至基底上，从而制备出纤细的纳米纤维。

这种技术具有简单、高效、低成本的特点，被广泛应用于纳米材料的制备领域。

本文将通过分析一些静电纺丝技术在纳米材料制备中的应用案例，探讨其在纳米材料制备中的重要性和前景。

首先，静电纺丝技术在纳米材料制备中的应用案例之一是纳米纤维的制备。

通过调节溶液的浓度、聚合物的分子量和流速等参数，可以制备出不同直径的纳米纤维。

例如，研究人员使用静电纺丝技术制备出了直径仅为100纳米的纳米纤维，这种纳米纤维具有大比表面积和高孔隙率，可应用于领域诸如过滤、吸附、催化等。

其次，静电纺丝技术在纳米材料制备中的应用案例之二是纳米复合材料的制备。

在静电纺丝过程中，可以将纳米颗粒掺入高分子溶液中，使纳米颗粒均匀分散在纳米纤维中。

这样制备的纳米复合材料不仅可以继承纳米颗粒的特殊性质，还具备了纳米纤维的高比表面积、高强度等特点。

例如，研究人员采用静电纺丝技术将纳米颗粒掺入聚合物溶液中，制备出了具有高导电性的纳米复合纤维，可用于柔性电子器件等领域。

此外，静电纺丝技术在纳米材料制备中的应用案例之三是纳米薄膜的制备。

通过在静电纺丝过程中调节喷射距离和基底的运动速度，可以制备出不同厚度的纳米薄膜。

这种纳米薄膜具有高比表面积和可控的孔隙结构，可用于领域如传感器、光学器件等。

例如，研究人员使用静电纺丝技术制备出了具有高透明度和高导电性的纳米薄膜，用于透明电子器件中，如透明电极、柔性显示器等。

总的来说，静电纺丝技术在纳米材料制备中的应用案例非常丰富。

通过调节参数，可以制备出具有不同结构和性质的纳米材料，满足不同领域的需求。

静电纺丝技术不仅简单、高效，还能够制备出大量纳米材料。

未来，随着技术的进一步发展，静电纺丝技术在纳米材料制备中的应用前景将更加广阔。

然而，静电纺丝技术在纳米材料制备中还存在一些挑战和局限性。

同轴静电纺丝法同轴静电纺丝法是近年来发展起来的一种制备纳米纤维的新技术，其最大特点是可以快速高效地制备出具有高比表面积和高孔隙度的纳米纤维群。

该技术通常采用电场辅助加工的方式，所以可以制备出具有较高的纤维密度和较低的直径的纳米纤维。

在此，我们将从以下几个方面来介绍同轴静电纺丝法制备纳米纤维的具体方法、制备条件、应用等。

一、同轴静电纺丝法的具体方法同轴静电纺丝法按照材料来源和电场加工方式不同，可以分为两类：一类是从单个液体中制备纳米纤维；另一类是从两个或多个不同液体界面处制备纳米纤维。

1、从单液体中制备纳米纤维的方法同轴静电纺丝法从单液体中制备纳米纤维的过程中，需要通过某些方式来使材料在电场中产生电荷，当通过高压电源作用于纤维液时，高电场强度作用下，液滴表面出现电荷积聚，表面电荷的积聚导致了电荷密度差异，在其表面上产生了高的表面张力，产生与蒸汽交换向上的表面张力和空气阻力作用，从而纤维呈現型貌形成。

此时，电场可以引导液滴朝向千秒的细丝形状，这个细丝在气体中不断地拉伸，最终形成直径为纳米级的纳米纤维 L。

此时，需要另一种能量机制：相变热传导，在纤维降温的同时增加相界面的面积，使体积上的溶解度降低，从而金额平衡的关系，使纳米纤维迅速化学降解或结晶，最终完成纳米纤维的制备。

2、从多液体界面中制备纳米纤维的方法在制备多液体界面的同轴静电纺丝方法中，需要选择高分子基底材料和溶液进行反应的界面区和相界面，先将多种不同组分的原始材料连接装入分别对应的液体储存器中，然后再将不同材料的溶液通过管道输送到同轴纺丝架的纳米动态插头区，在极端高电场作用下的电交换作用下，产生奇异性分离反应，从而制备出具有新型高分子化学结构、具有特定性能或功能的纳米纤维。

二、制备条件同轴静电纺丝法的制备条件主要是液滴的形状和大小（液滴体积、液滴浓度、液滴展宽等）、高电场强度、纤维加工特性，以及制备环境（温度、气氛等）。

其中，液滴的形状和大小非常重要，通常采用精密加工的同轴针排，用来实现具有高电荷密度的纤维液滴的连续制备。