静电纺丝法制备醋酸纤维素纳米纤维工艺探究

一种静电纺丝纤维素纳米纤维及其制备方法嘿，朋友们！今天我要给你们讲讲一种超酷的东西——静电纺丝纤维素纳米纤维。

这玩意就像是微观世界里的超级英雄，小得不可思议，但本事可大了去了。

那这静电纺丝纤维素纳米纤维是怎么来的呢？就像是一场超级魔法秀的产物。

首先呢，咱们得找好原材料，纤维素就像是这个魔法秀的主角，它就像一个低调又有内涵的小明星，到处都有它的身影，像木材、棉花这些里面都藏着好多纤维素呢。

然后啊，要把这个纤维素变成纺丝液，这过程就像是把一个倔强的小怪兽驯服。

得用上特殊的溶剂，这溶剂就像一把神奇的钥匙，打开了纤维素的神秘大门，让它乖乖变成可以纺丝的液体。

这个液体啊，看起来普普通通，可实际上它就像一颗蕴含无限能量的小星球。

接下来就是重头戏——静电纺丝啦。

想象一下，有一个超级厉害的电场，就像一个无形的大手，把纺丝液拉成细细的丝。

这纺丝液就像被施了魔法的丝线，在电场里欢快地飞舞，那场景就像一群小精灵在电的舞台上尽情表演。

在这个过程中，温度和湿度就像两个调皮的小捣蛋鬼。

温度太高了，就像一个大火炉在旁边捣乱，会让纺丝变得不稳定；湿度太大呢，就像一场大雾，把一切都弄得湿哒哒的，也不利于纺丝。

所以得像照顾小婴儿一样，把温度和湿度控制得刚刚好。

纺丝的设备就像是一个精密的小城堡，每个部件都有自己的使命。

喷头就像城堡的小嘴巴，把纺丝液一点点吐出来；接收装置就像一个温柔的小怀抱，等着那些细细的丝儿落进去。

这纺丝的速度也很讲究呢，不能太快，就像跑步一样，跑得太快容易摔跟头。

如果纺丝速度太快，那纤维就可能粗细不均，就像一群高矮胖瘦不一样的小木偶，可不好看了。

而且啊，在整个过程中，就像走钢丝一样，要保持各种条件的平衡。

一旦有个小闪失，就像多米诺骨牌一样，可能会影响到整个静电纺丝的结果。

当这一切都顺利完成的时候，就得到了静电纺丝纤维素纳米纤维啦。

这纤维就像微观世界里的小丝线精灵，有着超级大的比表面积，就像一个有着无数小口袋的魔法布袋，可以用来装好多东西呢，在过滤、生物医学等好多领域都能大显身手。

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。

《化学纤维》静电纺丝方法制备纳米纤维膜实验实验目的1、了解静电纺丝机的原理。

2、掌握基本的静电纺丝操作步骤。

3、能够结合化学纤维课程对进一步理解静电纺丝成型机理。

实验原理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-- 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水，其主要过程是通过电场，利用电极向聚合物熔融物或溶液上引入静电荷，在电场作用下拉伸，由于聚合物有一定的粘性，可以形成细丝而不会形成液滴。

静电纺丝在一般情况下可以得到直径在 0.1um 数量级的纤维，比普通挤出纺丝（10-100um）的纤维直径小得多。

很多种材料如聚合物，聚合物和其他材料的混合物，陶瓷、金属纳米线都曾经通过静电纺丝法直接或问接得到。

静电纺丝可以得到各种混合纤维，因此可以很大程度上改变纤维的性质，同时可以对纤维材料做定向的改性。

通过控制电场形状等参数，可以得到网状，平行排列，无规三维结构，弹簧状和游涡等形状的纤维。

而通过改变纺丝头的的结构，可以的得到空心结构。

实验仪器和试剂试剂:PVC,四氢呋喃仪器：SS—2535D0,220V50Hz,电流10A实验步骤a.电纺溶液的配置配置浓度为13%的PVC溶液，四氢呋喃作为溶剂。

1.称区1.3克PVC粉末放入塑料试管中，然后量取10ml四氢呋喃溶液加入其中使其溶剂。

2.用玻璃棒不断搅拌，使其全部溶解，并观察溶液浓度，浓度太高不行，浓度太低也不行。

b.电防过程1.用注射器抽取一定量PVC溶液2.将注射器固定在接高压正极的金属盘片中心孔中。

3.在注射器的的正前方放置好收集纳米线用的锡纸，在正下次也防止溶液滴落的锡纸。

静电纺丝制备CA纳米纤维及其碱处理宣小会;朱思敏;潘志娟【摘要】纤维素不易溶于普通溶剂,难以直接静电纺丝得到纤维素纳米纤维(CNF),故首先采用静电纺丝制备醋酸纤维素(CA)纳米纤维,然后对其进行碱处理以制备CNF,研究了碱溶液组成、浓度及时间对处理效果的影响,分析了CA纳米纤维和CNF的结晶结构及热学性能.结果表明,当氢氧化钠碱溶液中v(乙醇)∶v(水)=2∶1、处理液浓度为0.5 mol/L、处理时间为0.5h时,处理效果最佳.经过碱处理得到的CNF表面均匀光滑,平均直径为583 nm,具有纤维素Ⅰ型和Ⅱ型晶体结构的特征,无明显玻璃化转变温度.%Cellulose is difficult to dissolve in ordinary solvents and electrospin into cellulose nanofibers (CNFs) directly,so the cellulose acetate (CA) nanofibers were prepared by electrospinning firstly,and then subjected to alkali treatment to obtain CNFs.The influences of the composition and concentration of alkali solution and treating time on the treatment result were studied,and the crystal structure and thermal properties of CA nanofibers and CNFs were analyzed.It was found that when the volume fraction of ethanol and water is 2∶1 in the alkali solution with sodium hydroxide (NaOH),with concentration 0.5 mol/L and treating time 0.5 h,the optimum results were achieved.After alkali treatment,the CNFs exhibited smooth and uniform surface with an average diameter of 583 nm and features of cellulose Ⅰ and Ⅱ crystal structures,and had no obvious glass transition temperature.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2013(034)009【总页数】6页(P6-11)【关键词】醋酸纤维素纳米纤维;纤维素纳米纤维;碱处理;结构;性能【作者】宣小会;朱思敏;潘志娟【作者单位】苏州大学纺织与服装工程学院,江苏苏州215123;苏州大学纺织与服装工程学院,江苏苏州215123;苏州大学纺织与服装工程学院,江苏苏州215123;现代丝绸国家工程实验室(苏州),江苏苏州215123【正文语种】中文【中图分类】TQ340.64随着人们环保意识的增强，纤维素作为自然界中取之不尽、用之不竭的天然高分子材料，越来越受到科学家们的青睐。

毕业设计开题报告纺织工程静电纺丝制备醋酸纳米纤维膜研究一、选题的背景、意义如今，对生态的保护和环境的治理工作日益严峻，尤其是淡水水系的污染问题突显，部分地区人们的饮水严重困难，一些曾经淡水资源充沛的地区也因为河流、湖泊、地下水被污染而出现缺水。

人们不禁要问，为何水汽循环往复，源源不断，还为什么会出现缺水。

那是因为很多水源未经处理不能直接作为生活用水使用。

而在水处理领域，膜分离的应用十分广泛，膜分离是借助膜的选择透过作用，对混合物溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法，膜分离可比传统的方法耗能低、过程简单、经济性好而且效率高。

[1]中空纤维膜是目前为止效率最高的分离膜的形式，具有充填密度高，比表面积大，自支撑作用强，可进行高压操作的特点，因此广泛用于污水处理、饮用水净化、海水淡化处理等诸多领域。

中空纤维膜也有一些自身缺陷，如内部多孔结构在增加其通量的同时也降低了纤维的力学性能，膜清洗难度高等。

选择合适的制膜材料是成功制备中空纤维膜的首要前提，从近几年国内外发表的科技文献来看，聚砜类材料如聚醚砜和改性聚醚砜，聚偏氟乙烯，聚丙烯，壳聚糖等成为了主要选择，改性方法主要有共混、共聚和接枝。

周媛等[2]将聚氨酯弹性体作为制备PVDF中空纤维膜的共混添加剂，使其具有良好的抗酸碱性能和抗污染性能。

Tai-Shung等[3]使用硅脂作为密封层，聚4-乙烯基吡啶作为选择性层，聚醚砜作为支持材料，进行共混制备用于气体分离的中空纤维膜，研究了层与中空纤维膜性能之间的联系，发现选择性层对纤维性能的影响最为显著。

肖通虎[4]等制了壳聚糖中空纤维膜，研究采用乙醇和正己烷液—液交换干燥，有效地避免了膜结构的完全致密化，壳聚糖中空纤维膜膜应用于渗透汽化分离碳酸二甲酯/甲醇混合物，可突破恒沸组成的限制，而且渗透通量较大。

聚醚砜树脂（PES）是一种综合性能优异的热塑性高分子材料，是目前得到应用的为数不多的特种工程塑料之一。

它具有优良的耐热性能，热变型温度在200~220℃，可耐150~160℃热水或蒸气，在高温下也不受酸、碱的侵蚀。

静电纺丝技术制备纳米纤维和超级吸附材料随着科学技术的不断进步，静电纺丝技术作为一种制备纳米纤维和超级吸附材料的新兴技术，引起了广泛关注。

本文将从静电纺丝技术的基本原理、应用领域、纳米纤维制备及其在超级吸附材料的应用等方面进行探讨。

静电纺丝技术的基本原理静电纺丝技术是一种通过静电场将高分子溶液或熔融体拉伸成纳米级纤维的加工技术。

其基本原理是利用高电压静电场对液体喷射流进行加速、扩散和伸展，使得流体表面形成了一种薄膜，随着喷射流不断脱离电极，进一步拉伸形成了纤维。

其制备的纳米纤维具有高比表面积、高孔隙度、纳微尺寸、高比量等特点，适用于多种领域。

静电纺丝技术在漆、医药、服装等领域的应用静电纺丝技术的应用领域非常广泛。

在漆、医药、服装等领域中，其都有着广泛应用。

在漆领域中，静电纺丝技术制备的纳米纤维用作漆膜增强剂，可以改善漆膜的力学性能、耐划伤性能和撞击性能；在医药领域中，静电纺丝技术制备的纳米纤维材料可以用作药物载体、骨修复材料、生物医用材料等；在服装领域中，静电纺丝技术制备的聚合纤维，可以用于整理裙摆的褶皱和波浪，增加服装的美观性。

静电纺丝技术制备纳米纤维的方法静电纺丝技术制备纳米纤维有两种方法：溶液法和熔融法。

溶液法是指将高分子材料与有机溶剂混合，制成高分子溶液，通过静电纺丝技术制备纳米纤维；熔融法是将熔点低的高分子材料熔融成液态，通过静电纺丝技术制备纳米纤维。

在这两种方法中，溶液法的应用更为广泛，可制备出更加均匀的纳米纤维。

静电纺丝技术制备的超级吸附材料的应用除了在制备纳米纤维上的应用，静电纺丝技术在制备超级吸附材料方面也有着独特的优势。

超级吸附材料是指具有极高性能的吸附材料，广泛应用于水处理、空气净化等领域。

静电纺丝技术制备的超级吸附材料主要利用其高比表面积、高孔隙度等特点，可使其具有更高的吸附容量和效率。

其应用范围广泛，可应用于污染物的吸附、分离和储存等领域。

静电纺丝技术的未来发展随着科学技术的不断进步，静电纺丝技术在未来的发展前景非常广阔。

静电纺丝方法制备微纳米纤维材料总结静电纺丝方法是一种常用的制备微纳米纤维材料的技术，通过电场作用下的聚合物溶液或熔体，通过静电纺丝设备的喷头产生纤维，并在收集器上形成纤维膜。

此方法制备的微纳米纤维材料具有较大的比表面积、高孔隙度和优良的力学性能。

本文将对静电纺丝方法制备微纳米纤维材料的原理、工艺参数以及其应用领域进行总结。

首先，静电纺丝方法的原理是利用高电场下溶液或熔体的表面电荷受力，使其成为纤维的形态。

通过调节聚合物溶液或熔体的流变性能、电纺喷头和收集器的设计，可控制纤维的形貌、直径以及纤维间距等关键参数。

静电纺丝方法的制备过程主要包括溶液的制备、电纺设备的调试和纤维的收集等步骤。

其次，制备微纳米纤维材料时，需要注意一些关键工艺参数的选择和调节。

首先是聚合物的选择，其溶解性能和流变性能会对纤维的形貌和直径产生影响。

一般来说，高分子量和低浓度的溶液易于形成细纤维。

其次是溶液或熔体的流变性能，影响着纤维的拉伸性能和成纤性能。

选择适当的流变模型和控制流体参数，能够得到理想的纤维形态。

此外，还需要注意电纺设备参数的调整，如高电压频率、纤维收集器的距离和喷头内腔的压力等。

静电纺丝方法制备的微纳米纤维材料在多个领域具有广泛的应用。

首先，在纺织领域，这种方法被用于制备细纤维基质，用于增强材料、抗菌纺织品和过滤材料等。

其次，在生物医学领域，微纳米纤维材料被用于组织工程、药物传递和伤口修复等。

利用静电纺丝方法制备的微纳米纤维材料具有更高的比表面积，能提供更好的细胞附着和药物释放性能。

此外，这种方法还被用于能源储存和传感器等领域，通过改变纤维材料的构建方式和组分，可以制备出具有特定功能的材料。

总的来说，静电纺丝方法是一种有效制备微纳米纤维材料的技术。

通过合理选择聚合物、调节工艺参数以及应用领域的选择，可以得到具有优良性能的微纳米纤维材料。

然而，当前该方法还存在一些挑战，如纤维直径不均匀性、生产规模化难度和设备成本等。

实验三醋酸纤维素高压静电纺丝1. 实验目的（1）通过本实验了解静电纺丝的工作原理，及其哪些聚合物可以通过静电纺丝技术制备。

（2）了解静电纺丝技术制备纳米纤维中的影响因素，如温度、浓度、表面张力、电压、供料速度和收集板间距等条件的影响。

2．实验原理(1) 工作原理静电纺丝纳米纤维的首个专利在1934年被报道后，直到二十世纪中期该纳米技术的潜在应用前景才受到各领域的广泛关注。

与无机纳米棒、碳纳米管和纳米金属线不同，静电纺丝技术对于有效地控制纤维的排布和二维、三维纳米纤维的制备有独特的潜在价值。

与自下而上的生产方法相比，自上而下的生产纳米材料的最大优点是低成本。

通常，这种工艺生产的纳米纤维还具有取向分布均匀和无需昂贵净化费用的特点。

静电纺丝的基本装置由三部分组成：高压电源、注射器（带有小直径针头）和收集装置，如图1所示。

高压电源主要是使纺丝液形成带电喷射流，注射器是为纺丝提供供料，而大多数的收集装置是带有铝箔纸滚筒收集装置。

高压电源的一极接在注射器的针头上，另一极接在收集装置上。

纺丝液在泵的推力作用下被挤出。

带电喷射流无规则收集到铝箔纸上，形成无纺布。

静电纺丝的基本原理是：聚合物纺丝液在电场力的作用下，由于聚合物表面张力作用，在注射器的针头上会产生一个圆锥形的纺丝液滴（称之为Taylor锥），当电场力大于喷丝口处纺丝液滴（Taylor锥）的表面张力时，带电的纺丝液就会从Taylor锥中被拉伸出来。

在丝的形成过程中，带电的喷射流由于不稳定被拉伸，变的越来越细，于此同时大部分的溶剂挥发。

纳米纤维被无规地收集在收集板上形成纤维膜结构。

图 1 静电纺丝装置示意图(2) 静电纺丝基本参数及其对纤维形貌的影响目前，静电纺丝主要包括熔融静电纺丝和溶液静电纺丝两种。

与溶液静电纺丝不同的是熔融静电纺丝是使聚合物在高温条件下熔融，然后在电场力作用下被拉伸成丝，纺丝大部分是在真空条件下进行的。

熔融静电纺丝所得纤维直径比较粗，甚至有达到几个微米，且目前只有极少聚合物被纺丝成功。