聚乙烯醇PVA纳米纤维的制备方法

PVA 浓度对电纺制备ZnO 纳米纤维吸波性能的影响陈 丹*, 周影影, 王 璠, 王泽华, 杨纪龙（西安航空学院 材料工程学院, 西安 710077）摘要：采用静电纺丝法制备ZnO 纳米纤维，研究聚乙烯醇（PVA ）浓度对ZnO 纳米纤维微观形貌、介电性能和吸波性能的影响规律。

结果表明：随着PVA 浓度从6%增至10%，ZnO 纳米纤维直径变细，但珠结增加，粗细不均。

当PVA 浓度为8%时，ZnO 纳米纤维直径较细、粗细均匀、表面光滑、珠结较少，形貌最好。

此时，其介电常数达到最高值，实部为15.4～20.8，虚部为3.6～4.7，并在较薄的厚度下具有最优的吸波性能。

当70%（质量分数/%，下同）ZnO 纳米纤维/石蜡样品的厚度为1.3 mm 时，反射率低于–5 dB 的吸收带宽达到5.4 GHz （12.6～18 GHz ），最小反射率为–16.6 dB 。

此外，石蜡含量也对样品的介电性能和吸波性能具有重要影响，随着石蜡含量的增加，样品的介电常数降低，当石蜡含量为30%和20%时，样品具有较好的吸波性能。

关键词：静电纺丝；ZnO 纳米纤维；介电性能；吸波性能doi ：10.11868/j.issn.1005-5053.2021.000103中图分类号：TB34 文献标识码：A 文章编号：1005-5053(2022)01-0092-08随着电子技术的蓬勃发展，各种通讯设备使用频繁，产生的电磁辐射对自然环境和人类身体均造成了损害。

此外，在军事领域，隐身技术的不断发展也促使了吸波材料必须向“宽、强、轻、薄”方面发展。

因此，研究新型吸波材料对于解决电磁污染问题和提高武器隐身性能至关重要。

纳米材料由于其独特的形貌结构以及特异的物理化学性能，已成为当代科学领域最具价值、最前沿的一类材料[1]。

同时，ZnO 作为一种典型的n 型宽带隙（E g =3.37 eV ）六方纤锌矿结构半导体[2]，具有质量轻、密度低、介电常数大、介电损耗高和易于大规模制备的特性[3-5]。

聚乙烯醇<REC><申请号>=CN200420088594.8<名称>=一次性体液吸收垫<申请（专利权）人>=林小丽<发明（设计）人>=布朗·马尔科姆<申请日>=2004.09.22<地址>=529000广东省江门市蓬江区怡福苑21号404<摘要>=本实用新型公开了一种一次性体液吸收垫，包括吸液层和背面层，背面层为凸凹不平的粗糙面，吸液层粘贴在背面层的内侧，其中在吸液层表面可粘贴隔离层，背面层和隔离层可采用水溶性聚乙烯醇制作，由于本实用新型将背面层设计为表面呈凸凹不平的粗糙形式，所以用作妇女卫生巾时此背面层就会紧贴住内裤，即使使用者走路或正常活动也不会移位，由于不用加贴粘合剂所以降低了制造成本，当这种一次性体液吸收垫的背面层与隔离层均采用水溶性聚乙烯醇制作时，由于这种材质具有易溶于水但却不会溶于带粘性的人体排出液的特性，所以用后可直接弃入污水处理系统，更加方便和环保，本实用新型还可被广泛用作婴儿纸尿裤、孕妇乳垫以及医用伤口敷扎带等。

<REC><申请号>=CN01139069.7<名称>=缩化聚乙烯醇介质主剂及其配制工艺和产品的用途<申请（专利权）人>=上海合众联城科技有限公司<发明（设计）人>=钟国敏<申请日>=2001.12.06<地址>=200120上海市浦东陆家嘴东路161号3201室<摘要>=本发明缩化聚乙烯醇介质主剂及其配制工艺和产品的用途,缩化聚乙烯醇介质主剂,其配方包括水、聚乙烯醇, 其特征在于:配方中还包括异丙醇,水为无离子水,聚乙烯醇为聚乙烯醇粉粒,配方比(每1000kg含固量为20%的缩化聚乙烯醇溶液)为:无离子水:800kg,异丙醇:300kg,聚乙烯醇粉粒200kg,配制工艺,先将前二配方按配比常温搅拌混和,留取1/3量,其余部分升温加入聚乙烯醇粉粒,恒温促进溶解,然后强迫降温,将1/3前二配方混合液加入混和,即成缩化聚乙烯醇介质主剂,本发明产品的用品的用途即是在塑化合成胶片、纸张(相纸)等基材上涂层增进结合续效底胶干燥后,再涂层本发明产品生成电子影像记录介质耗材,它成为该行业上的一颗奇芭,具备表面平滑柔细、耐溶剂、高光泽、高清晰度三大功能,冲洗出相片其彩色浓度高,色彩艳丽,解析度高及色彩诙谐阴暗对比清晰析特点,具有广阔的市场应用前景。

交联PVA纳米纤维膜防水性能研究孙丽娅;张弦;吴珍;刘乐;易汉平【摘要】利用静电纺丝法制备了聚乙烯醇(PVA)纳米纤维膜,研究了不同含水量的无纺布对成膜的影响.选取PVA为原料,在纺丝液里添加了不同质量的马来酸酐和浓硫酸,得到了具有交联结构的的PVA-MAH-H2SO4纳米纤维膜.并用扫描电镜表征其交联结构,防水性能测试结果显示,交联改性后的PVA纳米纤维膜具备一定的防水性能.【期刊名称】《化工设计通讯》【年(卷),期】2017(043)011【总页数】2页(P88-89)【关键词】静电纺丝;PVA;交联;防水【作者】孙丽娅;张弦;吴珍;刘乐;易汉平【作者单位】鄂尔多斯市紫荆创新研究院,内蒙古鄂尔多斯 017000;鄂尔多斯市紫荆创新研究院,内蒙古鄂尔多斯 017000;鄂尔多斯应用技术学院,内蒙古鄂尔多斯017000;鄂尔多斯市紫荆创新研究院,内蒙古鄂尔多斯 017000;鄂尔多斯应用技术学院,内蒙古鄂尔多斯 017000;鄂尔多斯市紫荆创新研究院,内蒙古鄂尔多斯017000;鄂尔多斯市紫荆创新研究院,内蒙古鄂尔多斯 017000【正文语种】中文【中图分类】TQ342静电纺丝法[1]制备的纳米纤维相对于传统方法，具有比表面积大、质量轻、渗透性好、孔隙率高、容易与纳米级的化学物质或功能性物质相结合的特点，因此，静电纺丝技术应用领域十分广泛[2]。

聚乙烯醇（PVA）分子链由于含有大量的侧羟基而具有良好的水溶性、生物相容性、化学稳定性、成纤性与成膜性等优点[3]，已广泛应用于纺织、药物、医学、食品、服装等行业[4]。

通过静电纺丝技术可以将PVA制成纳米纤维膜，但因其分子中含有大量的羟基，因而其亲水性强，从而导致耐水性能较差，严重影响了PVA纳米纤维膜的加工和使用性能。

因此，需要对PVA进行改性，使PVA纳米纤维具备防水性能，这对开发高附加值产品，拓宽其应用领域特别是过滤方面的应用有十分重要的意义[5]。

聚偏氟乙烯纳米纤维的制备一、背景聚偏氟乙烯(polyvinylidenefluoride，PVDF)主要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其它少量含氟乙烯基单体的共聚物，属于线性结晶聚合物，PVDF树脂属于热塑性聚合物，呈白色粉末状、粒状。

具有优良的耐热和耐化学性、高机械强度和韧性、高耐磨性、卓越的耐气候性、以及对紫外线和核辐射的稳定性。

聚偏氟乙烯的结构式聚偏氟乙烯因其具有高机械强度，耐酸，耐碱，压电等优良性质，被广泛的用于电纺纤维制备电池隔膜，传感器，过滤膜等。

S.S.Choi等人研究发现，将PVDF基电纺纤维膜应用在锂离子电池中，不仅可以直接作电池隔膜使用，还可以在电解液中活化作为聚合物电解质使用[1]。

王永荣用PVDF纳米纤维膜制作了一个压力传感器，每个传感器由三层结构构成，包括柔性上电极、PVDF纳米纤维膜和固定的下电极构成[2]。

迪肯大学的Fang等人研制了利用静电纺PVDF薄膜制成的一个能量发电机，通过桥电路将机械力产生的交流电转换成直流电，点亮了电路中的LED灯[3]。

武汉理工大学的翟威釆用引入聚氨酯预聚体的方法对PVDF 电纺膜进行粘结改性,使聚氨酯预聚体反应交联后和PVDF形成半互穿性网络,从而提高PVDF 膜的力学性能[4]。

二、纳米纤维的制备2.1仪器和试剂仪器：静电纺丝装置(SS-2535H)；磁力搅拌器；电子天平；扫描电子显微镜(SEM)试剂：聚偏氟乙烯；N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，丙酮（市售，分析纯）；2.2聚偏氟乙烯纳米纤维膜的制备使用静电纺丝装置制备纳米纤维膜。

称取一定量的PVDF样品放入100mL磨口锥形瓶，按溶剂的DMF和丙酮按体积比3:2加入锥形瓶内配制成浓度为17%的溶液，水浴加热将其溶解。

取5mL配制好的溶液进行静电纺丝。

用铝箔作为接收，调节正电压为10KV，负高压1.5KV，喷射距离15cm。

液滴在静电力作用下在喷针形成Taylor锥形成射流和纤维。

聚合物纳米纤维的制备技术及应用研究聚合物纳米纤维是一种重要的材料，它具有很强的机械性能和化学稳定性，能够应用于光电、生物医学、能源、环境等多个领域。

本文将介绍聚合物纳米纤维的制备技术及应用研究情况。

一、聚合物纳米纤维的制备技术1. 电纺法制备聚合物纳米纤维电纺法是制备聚合物纳米纤维的一种重要方法，具有简单、有效、高效、成本低等优点。

电纺法是利用高电场作用下的电荷效应，将高分子溶液喷出，并在空气中飞行的过程中，经过静电拉伸、溶剂蒸发等过程，形成具有纳米级别直径的聚合物纳米纤维。

这种方法具有操作简单、无环境污染等优点，且制备出的聚合物纳米纤维颗粒大小均匀、纤维直径可调节。

而且该方法能够制备出大面积的聚合物纳米纤维薄膜，具有广泛的应用前景。

2. 相容共混法制备聚合物纳米纤维相容共混法是将两种或多种聚合物在相容的混合物中，通过溶液共混、熔融混合等方式混合成单一的成分均一的体系。

在该体系中，利用相互作用作用力，聚合物之间形成协同作用，最终形成具有纳米级别直径的聚合物纳米纤维。

该方法具有操作简单、成本低等优点，而且制备出的聚合物纳米纤维薄膜具有低温、高强度、耐磨损等性质。

因此该方法能够被广泛应用于医学、环境、能源等领域。

3. 空气静电纺丝法制备聚合物纳米纤维空气静电纺丝法是另一种常用的制备聚合物纳米纤维的方法。

该方法通过高压电场电荷效应，使溶解的聚合物溶液形成气溶胶状态，并通过在空气中静电纺丝的方法将气溶胶纤维拉伸成具有纳米级别直径的聚合物纳米纤维。

与电纺法相比，该方法的优点是，制备速度更快，中间步骤更简单，且可以制备出具有更大直径的聚合物纳米纤维。

二、聚合物纳米纤维的应用研究1. 生物医学领域聚合物纳米纤维在生物医学领域的应用，是聚合物纳米纤维研究中的一个重要方向。

聚合物纳米纤维可用于制备纳米级别的高分子材料，这些材料具有良好的生物相容性、良好的生物粘附能力、良好的生物样品提取、分析和检测等特性。

在纳米纤维材料中，纳米纤维具有更大的比表面积和体积，可以更有效地降低药物的剂量、提高药物的生物利用度，还可以提高疗效，缩短治疗时间。

Vol 138No 11・8・化　工　新　型　材　料N EW CH EMICAL MA TERIAL S 第38卷第1期2010年1月基金项目:国家自然科学基金资助项目(50573061);四川省应用基础研究基金资助项目(07J Y0292065);成都尤耐复合材料有限公司资助项目(2008H01144)作者简介:张琳琳(1979-),女,硕士研究生,研究方向:高分子复合材料。

联系人:张志斌,教授,硕导,研究方向:高分子材料。

PVA 复合材料的研究进展张琳琳1　邵　丽1　崔园园1　冯超阳1　张志斌13　陈世龙2(1.西南交通大学生命科学与工程学院,成都610031;2.浙江凌志精细化工有限公司,杭州311305)摘　要　PVA (聚乙烯醇)是由聚醋酸乙烯酯水解而成的一种水溶性聚合物,具有强亲水性、优良的成膜性、可纺性好、并具有较好的力学性能,并且还不易受污染及突出的物理和化学稳定性,具有良好的生物降解性和生物相容性。

本文综述了PVA 在静电纺丝、相变材料和膜污染三方面的应用展开讨论。

关键词　PVA (聚乙烯醇),静电纺丝,相变材料,膜污染Progress of the study on PVA compositesZhang Linlin 1　Shao Li 1　Cui Yuanyuan 1　Feng Chaoyang 1　Zhang Zhibin 1　Chen Shilong 2(1.College of Life Science and Engineering ,Sout hwest Jiaotong University ,Chengdu 610031;2.Zhejiang Lingzhi Fine Chemicals Company Limited ,Hangzhou 311305)Abstract PVA (polyvinyl alcohol )is a kind water soluble polymers ,produced by hydrolyzing the polyvinyl ace 2tate ,it has strongly hydrophilicity ,excellent film 2forming ,good spinnability ,also good mechanical properties.It is not easily polluted by environment ,has good ability of physical ,chemical stability ,good biodegradability and the biocompati 2bility.This preview summarized three applications of PVA in the electrospinning ,the phase change materials ,membrane fouling and some discussions about these.K ey w ords PVA (polyvinyl alcohol ),electrospinning ,phase change material ,membrane fouling PVA (聚乙烯醇)是由聚醋酸乙烯酯水解而成的一种水溶性聚合物,其分子主链为碳链,每一个重复单元上含有一个羟基,由于羟基尺寸小,极性强,容易形成氢键,因此PVA 具有良好的水溶性、成膜性、黏结力和乳化性,良好的耐油脂性和耐溶剂性[1]。

纳米纤维聚合物制备工艺流程
1.原材料准备：首先，需要准备好聚合物溶液的原材料，包括聚合物、溶剂、表面活性剂等。

聚合物的选择应根据所需材料的应用和性能要求来
确定。

2.聚合物溶液的制备：聚合物溶液是纳米纤维制备的基础。

将适量溶
剂加入容器中，并加入相应的聚合物和表面活性剂。

通过搅拌或超声处理
等方法，保证聚合物和表面活性剂充分溶解。

3.纳米纤维的纺丝：将制备好的聚合物溶液装入纺丝装置中。

纺丝装
置可以是旋转转轮、电纺或离心纺等。

通过调节纺丝速度、温度和喷细孔
的直径等参数，控制纺丝过程中纺丝液的喷射形状和速度。

4.纳米纤维的交联：纺丝完成后，需要进行纳米纤维的交联处理。

交
联可以通过热处理或化学反应等方式实现。

温度和时间是交联过程中关键
的控制参数。

5.纳米纤维的热处理：交联完成后，还需要进行热处理以提高纳米纤
维的力学性能。

热处理条件包括温度和时间，可以通过加热箱或热处理设
备来实现。

6.纳米纤维的后处理：纳米纤维制备完成后，还需要进行后处理工序，如洗涤、干燥和切割等。

洗涤可以去除溶剂和表面活性剂等残留物，干燥
可以将纳米纤维完全干燥，切割则是将纳米纤维分割成需要的形状和尺寸。

综上所述，纳米纤维聚合物的制备工艺流程包括原材料准备、聚合物
溶液的制备、纺丝、交联、热处理和后处理等步骤。

通过合理控制每一步
骤的参数，可以获得具有良好性能和结构的纳米纤维材料。

该制备工艺流
程可根据实际需要进行调整和改进，以实现不同类型纳米纤维的制备。

乙烯醇和聚乙烯醇乙烯醇（Ethanol）是一种有机化合物，化学式为C2H5OH。

它是一种无色、易燃、有刺激性气味的液体，可溶于水和大多数有机溶剂。

乙烯醇作为一种重要的溶剂和化学原料，在许多工业领域具有广泛的应用。

首先，乙烯醇可以用作溶剂。

由于其高度的溶解能力，乙烯醇经常用于溶解或稀释许多化学物质，如纤维素和树脂。

此外，乙烯醇还可以用作油漆、染料、胶粘剂和清洁剂中的溶剂。

乙烯醇也是一种重要的化学原料。

它可以通过醇化法从乙烯制备而来。

乙烯醇可以进一步经过氧化反应制得乙醛（Acetaldehyde），而后可用于生产醋酸、乙醇和乙酸乙酯等化合物。

此外，乙烯醇还可以经过脱水反应，生成乙烯。

乙烯是一种重要的工业原料，可用于聚合物的合成和石化工业。

乙烯醇具有较高的毒性，对皮肤和呼吸道有刺激性。

因此，在使用乙烯醇时需要注意安全措施，避免直接接触或吸入。

接下来，我们来谈谈聚乙烯醇（Polyvinyl Alcohol，简称PVA）。

聚乙烯醇是由乙烯醇分子按照特定的方法聚合得到的高分子化合物。

聚乙烯醇是一种无色、无味的固体，可溶于水和一些有机溶剂。

它具有良好的可塑性、粘度和粘合性，因此在许多领域有着广泛的应用。

首先，聚乙烯醇在纺织品和纸浆工业中具有重要的应用。

由于其良好的附着性和抗拉强度，聚乙烯醇常用于纤维素纤维的涂覆，以提高纸张的强度和平滑度。

此外，聚乙烯醇也可用于纺织品的浆液和纺丝液。

其次，聚乙烯醇在建筑行业也有广泛的应用。

由于其粘度和黏性较高，聚乙烯醇可用作砂浆和粘合剂的添加剂，以增加材料的粘结强度。

此外，聚乙烯醇还可用于制备纳米纤维素基复合材料，具有优异的机械性能和热稳定性。

最后，聚乙烯醇在医药领域也有一定的应用。

由于其良好的可溶性和生物相容性，聚乙烯醇被用作药物缓释系统的材料。

它可以通过调整分子量和交联程度来控制药物的缓释速率，实现长效药物的输送。

总结起来，乙烯醇是一种重要的溶剂和化学原料，在许多领域具有广泛的应用。

摘要纳米纤维由于具有极小的直径以及极大比表面积和表面积～体积比的结构特点，其表面能和活性增大，从而在化学、物理（热、光、电磁等）等许多性能方面表现出特异性，可用于高性能吸附、过滤、防护、生物医用等材料。

聚合物纳米纤维的制备方法有静电纺丝法、复合纺丝法、分子喷丝板法、生物合成法、化学合成法等，静电纺丝是一种高效低耗的聚合物纳米纤维制备方法，是目前研究的热点，而且具有较大的发展前景。

静电纺丝是基于高压静电场下导电流体产生高速喷射的原理发展而来，其基本过程是：聚合物溶液或熔体在几千至几万伏的高压静电场下克服表面张力而产生带电喷射流，溶液或熔体射流在喷射过程中干燥，并保持一定电荷量，最终落在接收极上形成纤维。

静电纺丝制得的纤维直径一般在数十纳米到数微米之间。

静电纺的纤维制品主要呈无纺布状纤维毡的形式，静电纺纤维毡具有很高的比表面积和表面积体积比，以及良好的力学性能，在生物医学、过滤材料和复合材料等方面有广阔的应用前景。

聚乙烯醇(PV A)纤维大分子中含有大量的羟基，—OH中的氧原子含有孤对电子，可以进入金属离子空的价电子轨道，金属离子与PV A配位体通过杂化轨道形成配位键，进而形成金属配合纤维。

本文选用静电纺丝法制备的PV A纳米纤维毡为基体，与金属铜离子发生配位反应，制备PV A基金属配合纳米纤维．实验中通过静电纺丝法制备不同浓度的PV A纳米纤维膜，采用扫描电子显微镜(SEM)观察电纺纤维的微观形貌，利用旋转式粘度仪、数显电导率仪与液滴性状分析仪对PV A纺丝液的流变性能进行研究，采用原子吸收光谱分析仪研究PV A 纳米纤维膜吸附的金属离子含量，采用红外光谱(FT-IR)分析了PV A与金属离子的配合作用。

同时也测定了PV A及其金属离子配合纤维的动态接触角和力学性能，以研究金属配合对纳米纤维导电性、亲水性和力学性能的影响。

实验结果表明，PV A浓度为10%的静电纺纳米纤维最佳；PV A纳米纤维与金属离子配合的能力较常规PV A纤维有显著提高。

第21卷第2期2010年4月中原工学院学报 J OU RNAL OF ZHON GYUAN UN IV ERSIT Y OF TECHNOLO GY Vol.21 No.2Apr.,2010

收稿日期:2010-03-12 基金项目:河南省重点科技攻关项目(092102210080 作者简介:何晓伟(1984-,女,山东平度人,硕士研究生.

文章编号:1671-6906(201002-0014-06 PVA 纳米纤维膜的制备及微观形貌研究 何晓伟,张朝奎,刘红燕,陈 燕,潘 玮 (中原工学院,郑州450007 摘 要: 应用静电纺丝法制备了表面光滑平整、纤维细度均匀的PVA 纳米纤维膜.采用扫描电镜观察方法,研究了溶液浓度、电压强度、注射速度、接收距离对纤维微观形貌的影响,得到了PVA 溶液静电纺丝比较合适的工艺参数:溶液浓度8%,电压强度16kV ,注射速度0.020ml/min ,接收距离15cm.关 键 词: PVA ;静电纺丝;工艺参数;微观形貌

中图分类号: TQ342.41 文献标识码: A DOI :10.3969/j.issn.167126906.2010.02.004

聚乙烯醇(PVA 具有良好的化学稳定性和物理机械性能,常作为粘合剂应用于涂料、纸品加工等领域;,作为生物材料广泛应用.

研究静电纺丝法制备PVA 纳米纤维的研究者很多,关于这方面的报道也层出不穷,但主要集中在对不同牌号PVA 的可纺性[1]、静电纺丝工艺参数[2]以及利用PVA 复合纤维制造无机纳米纤维[3]等几个方面.由于静电纺丝产品对环境以及设备有较高的要求,因此静电纺丝的工艺参数需要不断探索.本文在相同的温度和湿度条件下讨论了影响静电纺丝工艺的4个参数,最终选出了比较合适的工艺参数. 1 实 验 1.1 实验材料 PVA :平均聚合度1750±50,天津市大茂化学试 剂厂生产; 冰乙酸:分析纯级,天津市福晨化学试剂厂生产.1.2 实验过程将一定质量的PVA 溶于含有3%冰乙酸的去离子水中,室温溶胀1h ,然后90℃回流搅拌1h 至溶解.