纳米纤维技术的开发及应用

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纳米纤维发展用途

纳米纤维发展用途

纳米纤维发展用途
在应用方面主要有以下三点:
1、过滤吸附
过滤吸附类的材料在我们日常生活中应用最为广泛,因为纳米纤维具有很高的比表面积,且表面微粒活性很高,所以是很好过滤吸附材料。

用纳米纤维制作的防霾口罩,可以有效的阻隔PM2.5;纳米纤维材料还可以用于空气清洁、制作发动机过滤器、化工医药等产品的提纯等等。

2、新的代替能源
科学家研制的纳米石墨纤维可以是一种非常有前途的储氢材料,氢能将是以后我们人类不可替代的新能源。

3、医疗保健
纳米纤维在医疗领域应用也非常广泛,由于人们的生活水平的不断提高,比如药品传输、止血布、高级防护服等等。

现在人们的生活水平的不断提高,但是全球环境却在恶化,人们越来越关注自身的健康问题,预计未来几年人们对防护保健品的需求会越来越大。

目前随着纳米纤维制备技术的日趋成熟、应用研究的不断深入,纳米纤维以其特有的性能和功能,在传统产业和高新技术领域都有很好的应用并具有广阔的开发前景,其市场潜力巨大。

静电纺丝纳米纤维的制备与应用

静电纺丝纳米纤维的制备与应用

静电纺丝纳米纤维的制备与应用静电纺丝技术是一种制备纳米级纤维的方法,该技术由于操作简单、成本低、生产效率高等优点而被广泛应用于不同领域。

本文将为您介绍静电纺丝纳米纤维的制备方法及其在不同领域中的应用。

一、静电纺丝制备纳米纤维的方法静电纺丝纳米纤维的制备方法可归纳为以下几个步骤:1. 温度调节静电纺丝制备纳米纤维的第一步是调节环境温度。

通常的实验室条件下,温度以及相对湿度有时会影响电荷的均匀分布,温度或相对湿度的太高或者太低,都会影响到纳米纤维的制备效果。

2. 选择原料静电纺丝纳米纤维所需的原料很少,常见的原料有两种,一种是聚合物,如聚乳酸、聚己内酯等;另一种是天然高分子材料,如蛋白食品、纤维素等。

材料的特性主要与电荷密度和材料表面张力有关。

3. 溶液制备将所选材料溶解于适量的溶剂中,并加入少量的助溶剂。

通过不断的搅拌和振荡,使溶液均匀混合,形成均一的溶胶。

在此过程中,需注意不要产生气泡,否则会影响纤维的制备效果。

4. 设备调节将静电纺丝设备打开,保持常用电压约为15KV,调节喷嘴升降台的高度,确定离液面的距离,根据需要进行调节。

当喷嘴的高度、角度、距离和电荷的强度达到适宜的范围时,可以进行静电纺丝制备纳米纤维的实验。

5. 喷涂制备将无处理的丝嘴插入含有均匀混合的溶液中,打开高压开关,在喷嘴和接收器之间建立电场,使得流出喷嘴的溶液产生电荷,从而产生自然拉伸力,形成纳米纤维。

二、静电纺丝纳米纤维的应用1. 医学领域静电纺丝纳米纤维在医学领域中的应用非常广泛,主要用于制备医用敷料、药物释放载体、组织工程支架和人造器官等。

由于静电纺丝制备的纳米纤维具有超大比表面积、极细直径以及优异的生物相容性等特点,使得其在医学领域有着广泛的应用前景。

2. 环保领域静电纺丝纳米纤维在环保领域中的应用也日益受到关注,主要用于制备高效过滤器材料和防护用品。

由于静电纺丝制备的纳米纤维具有高效过滤和分离性能,并且纳米纤维过滤材料可以承受高温、耐酸碱等特点,因此在处理废水、废气以及空气中的污染物方面,具有非常广泛的应用前景。

2024年纳米纤维市场前景分析

2024年纳米纤维市场前景分析

2024年纳米纤维市场前景分析引言随着科技的不断发展和人们对高性能材料需求的增加,纳米纤维作为一种新型材料,逐渐引起了人们的关注。

纳米纤维具有独特的结构和优异的性能,在多个领域有着广泛的应用前景。

本文将对纳米纤维市场的发展前景进行分析。

纳米纤维的定义与特性纳米纤维是指直径在纳米级别的纤维状材料。

具有以下特性: - 极细的直径:纳米级尺寸的纤维使其具有更大的比表面积和较高的比强度。

- 高比表面积:纳米纤维的高比表面积使其在吸附、分离和催化等方面具有优势。

- 独特的结构:纳米纤维可以形成多种结构,如纳米纤维膜、纳米纤维网等。

纳米纤维市场的应用领域污水处理领域纳米纤维在污水处理领域有着巨大的应用潜力。

其具有较大的比表面积和高吸附能力,可以用于重金属离子和有机污染物的吸附和去除。

此外,纳米纤维还可以用于污水的分离和过滤,具有良好的过滤效果和较高的通量。

能源领域在能源领域,纳米纤维被广泛应用于锂离子电池、超级电容器等电池材料中。

其高比表面积和导电性能使其在电池的充放电速度和容量等方面具有优势。

此外,纳米纤维还可以用于太阳能电池、燃料电池等领域。

材料领域纳米纤维在材料领域有广泛的应用。

纳米纤维可以用于制备纳米复合材料,提高材料的力学性能和光学性能。

此外,纳米纤维还可以用于纺织品、过滤材料、医疗材料等领域。

纳米纤维市场的发展机遇和挑战发展机遇•市场需求增加:随着科技的迅猛发展,人们对高性能材料的需求越来越大。

•技术进步与创新:纳米纤维制备技术不断进步,新的纳米纤维材料不断涌现。

发展挑战•成本控制:纳米纤维制备过程中的高昂成本限制了其在大规模应用中的普及。

•稳定性与可靠性:纳米纤维的稳定性和可靠性问题需要进一步解决才能推动其应用。

纳米纤维市场的前景分析纳米纤维市场具有广阔的前景和潜力: - 市场规模扩大:纳米纤维在多个领域的广泛应用推动了市场规模的扩大。

- 技术创新的驱动:不断提升的制备技术和新型纳米纤维材料的涌现,将进一步推动市场发展。

纳米纤维在医学中的应用

纳米纤维在医学中的应用

纳米纤维在医学中的应用随着科技的不断进步,纳米材料已经引起了人们的广泛关注。

作为一种越来越流行的材料,纳米纤维的应用领域越来越广泛,尤其是在医学领域。

本文将介绍纳米纤维在医学中的应用。

1. 纳米纤维制备技术纳米纤维制备技术是纳米材料中最成熟的一种技术之一。

纳米纤维的制备技术主要有静电纺丝、模板法、气相沉积法等。

其中静电纺丝以其简单、低成本、高效性等优点,在纳米纤维的制备过程中得到了广泛的应用。

2. 纳米纤维在组织工程中的应用组织工程是一种基于细胞、生物材料和生物工程学原理的跨学科领域。

纳米纤维在组织工程中的应用主要是通过制备生物可降解的纳米纤维材料,放置在缺失的组织部位上,帮助细胞重新生长,从而恢复组织的功能。

例如,研究人员通过制备生物相容性的纳米纤维材料,放置在缺损的膝盖软骨部位上,成功修复了软骨缺陷。

3. 纳米纤维在医疗用药中的应用纳米纤维可以作为一种用于治疗疾病的药物载体。

研究人员通过将纳米纤维与药物结合,制备出可控释放、靶向性更强的药物载体,从而提高药物的疗效和安全性。

例如,研究人员制备了一种材料,将其用于放置在肝脏内,成功地控制了治疗的剂量和时间,缓解了肝脏损伤。

4. 纳米纤维在伤口修复中的应用纳米纤维在伤口修复中的应用得到了广泛的关注。

与传统的伤口修复材料相比,纳米纤维具有更好的材料性能、更好的稳定性和生物相容性。

例如,研究人员通过制备一种特殊的纳米纤维材料,用于包裹伤口。

这种材料可以帮助伤口愈合,并且不会对人体产生过敏反应。

总的来说,纳米纤维在医学领域的应用前景是非常广阔的,并且在不断地扩大。

无论是在组织工程还是在医疗用药方面,纳米纤维都已经成为了一种非常重要的材料。

随着科技的不断进步和技术的不断提高,相信纳米纤维在医学领域的应用前景会更加广阔。

纺织行业新型纺织材料研究

纺织行业新型纺织材料研究

纺织行业新型纺织材料研究近年来,随着科技的不断发展,纺织行业也在不断探索和研究新型纺织材料。

这些新材料的出现极大地改变了传统纺织行业的格局,促进了纺织品的创新以及行业的可持续发展。

本文将讨论纺织行业中几种新型纺织材料的研究进展和应用前景。

一、纳米纤维技术纳米纤维技术是一种将纤维直径控制在纳米尺度的制造技术。

利用纳米纤维技术制造的纺织材料具有优异的性能,如高比表面积、卓越的机械性能和优异的光学性能。

这些性能使得纳米纤维材料在过滤、吸声、绝缘等领域具有广泛的应用潜力。

目前,在纺织行业中已经有许多应用纳米纤维技术制造的纺织品问世,如纳米抗菌面料、纳米阻燃纤维等。

二、仿生纺织材料仿生纺织材料是以生物体的结构和功能为参考,通过模仿和应用生物材料的特点来制造纺织品。

这种材料具有很高的自适应性和功能多样性,可以根据环境的变化而调整性能。

在纺织行业中,仿生纺织材料可以应用于智能纺织品、生理监测等领域,如智能温度调节纺织品、仿生纺织假肢等。

三、新型可持续纤维随着环保意识的提升,传统纤维材料如棉花、聚酯纤维等对环境的影响日益受到关注。

因此,研究人员相继开发出一系列可持续纤维材料,如竹纤维、蚕丝蛋白纤维等。

这些新型可持续纤维材料不仅拥有传统纤维的性能,还具有更好的环保性能。

纺织行业可以通过应用这些新型纤维材料来提高产品的可持续性,满足市场的需求。

四、智能纺织材料随着电子技术的不断发展,纺织行业也开始研究智能纺织材料。

智能纺织材料是指能够感知、响应和适应外界环境的纺织品。

这些纺织材料可以通过嵌入传感器、控制器等电子元件实现与人体或环境的交互。

在纺织行业中,智能纺织材料可以应用于医疗、运动和安全等领域,如智能健康监测服装、智能运动服装等。

结论纺织行业新型纺织材料的研究和应用对于行业的可持续发展具有重要意义。

纳米纤维技术、仿生纺织材料、新型可持续纤维和智能纺织材料等新技术的涌现为纺织行业带来了更多的创新机遇。

随着科技的不断进步,我们可以预见,纺织行业将会出现更多新型纺织材料的研究和应用,不断推动行业向更高水平发展。

纳米纤维材料的研究进展

纳米纤维材料的研究进展

纳米纤维材料的研究进展纳米纤维材料的研究一直是材料科学领域的热门研究课题。

随着技术的不断发展,纳米纤维材料在生物医学、能源、环境科学等领域的应用也越来越广泛。

本文将介绍纳米纤维材料的最新研究进展。

一、制备方法的发展制备纳米纤维材料的方法有很多种,其中最为常用的两种方法是电纺和纳米纤维喷射技术。

电纺技术是利用高电场将高分子材料从喷嘴中拉伸成具有纳米级直径的纤维,该方法性能稳定,容易控制纤维直径,广泛应用于生物医学和能源领域。

纳米纤维喷射技术是通过将溶剂和高分子材料混合后,在高电压作用下形成细流,然后在空气中干燥,形成纳米纤维材料。

该方法制备速度快且适用于大规模生产,广泛应用于过滤分离和防护领域。

二、性能的优化在制备过程中,我们可以通过改变材料性质,调整制备条件等方法来优化纳米纤维材料的性能。

例如,将碳纤维和氧化石墨烯等材料引入到纳米纤维中,可以提高其机械性能和导电性能,并且扩展了其应用范围。

同时,通过改变纤维的表面性质、制备条件等方法,可以调节其疏水性、亲水性和稳定性等性质,以适应具体应用的要求。

此外,在生物医学领域中,我们还可以将生物活性物质与纳米纤维材料相结合,来实现纳米级别的药物送达和控释,这些都是优化纳米纤维材料性能的有效方法。

三、应用领域的拓宽在生物医学领域,纳米纤维材料已被广泛应用于组织工程和药物传递。

例如,可以通过改变纤维直径、表面性质等方法来模拟人体组织结构,帮助细胞生长和组织修复。

此外,在药物传递方面,纳米纤维材料可以将药物嵌入纳米纤维中,实现长时间的缓释和比常规药物更好的传递效果。

在能源领域,纳米纤维材料可以通过利用其高比表面积和大量的活性位点来提高储能和催化性能。

例如,在锂离子电池中,纳米纤维材料可以提高电极材料的比表面积,从而提高电池的能量密度和循环寿命。

在催化领域,纳米纤维材料可以通过高效的可控晶核成核和生长来制备高效的催化剂,提高化学反应效率。

在环境科学领域,纳米纤维材料可以通过改变其表面性质,实现高效的分离、去污和环境修复等应用。

纳米纤维材料的制备及应用研究进展

纳米纤维材料的制备及应用研究进展

纳米纤维材料的制备及应用研究进展随着科技的不断发展和人们对生活质量要求的提高,纳米技术越来越受到人们的关注。

纳米技术是通过自组装和自组装性的理论基础,设计和制备具有纳米尺度结构的新材料。

其中,纳米纤维作为一种重要的纳米材料,由于其特殊的性质和广泛的应用前景,吸引了众多科学家的研究。

一、纳米纤维的制备方法:1.电纺法制备:电纺法是目前制备纳米纤维最常用的方法之一,其制备原理是通过利用高电场作用下纤维素溶液表面的荷电作用将喷涌出的液滴逐渐拉伸成纳米级尺寸的纤维。

电纺法制备的纳米纤维具有较高的比表面积、较好的孔结构和悬浮性,因此被广泛应用于材料、能源、生物医学、环保等领域。

2.气相沉积法制备:气相沉积法制备纳米纤维技术是利用化学气相沉积技术,通过控制反应温度、压力和气体流量等工艺条件,在陶瓷、金属、半导体等材料基底上形成纳米级尺寸的纤维。

该方法可以制备出高度纯净和高结晶度的材料纳米纤维,但需要复杂的真空设备,成本较高。

二、纳米纤维材料的应用:1.生物医学领域:纳米纤维作为一种具有生物相容性、可降解、高比表面积、高孔隙率的生物材料,被广泛应用于修复组织、制造3D支架、制备组织工程等方面。

同时,具有药物载体、细胞培养和诊断、生物传感器等免疫分析方面的应用潜力。

2.环境保护领域:纳米纤维材料在环境保护领域的应用主要体现在水处理、废气处理、液态催化剂等方面。

通过制备新型的纳米纤维材料,提高其润湿性、晶体结构、表面活性位点等,在环境中吸附、催化、分解有害物质,具备重要的环保应用价值。

3.能源领域:纳米纤维在能源领域中的应用包括燃料电池、锂离子电池、超级电容器等,利用其高比表面积、高电导性、高反应活性等特点,来提高能量传输和储存的效率。

4.材料领域:纳米纤维材料在材料领域中的应用非常广泛,包括塑料、橡胶、金属、陶瓷等材料的增强、传热性能改善、制备纳米复合材料等方面。

三、纳米纤维材料的未来发展:目前,虽然纳米纤维材料的研究已经取得了一定的进展,但是其制备工艺和应用技术还存在着许多挑战和难点。

纳米纤维素技术及其在木质材料中的应用

纳米纤维素技术及其在木质材料中的应用

纳米纤维素技术及其在木质材料中的应用
1 纳米纤维素技术
纳米纤维素技术是一项新型技术,它可以治理木质材料中细菌和真菌的差异性和复杂性,从而达到改善材料性能的目的,比如改善材料的强度、密度和抗水性。

纳米纤维素通过提高材料的表面粗糙度,增加表面接触面积和反应性,用以减少木材的老化行为,同时可增加木材的抗风湿和抗紫外线特性。

2 应用于木质材料
在木质材料中,纳米纤维素可以应用于保护木材免受蛀虫侵害,改善木材的强度、密度和抗水性等领域。

纳米纤维素的表面粗糙度提高了木材表面的接触面积,使木材具有极强的耐水性,另外,它还能抑制真菌生长,从而减少木材容易受腐蚀的行为。

3 纳米技术的优势
纳米纤维素技术比传统的漆膜技术节省了成本,而且环保效果也更好。

它不仅对木质材料有保护作用,而且还可以改善木材的耐水和抗风湿性,从而延长木材的使用年限,减少木质材料的浪费。

纳米纤维素的最大优势在于,它不受传统的覆膜材料的限制,可以覆盖更大面积,从而更好地保护木质材料,减少木质材料在复杂环境下的老化行为。

纳米纤维素技术是一项革新性的材料技术,可以在木质材料中实施,以改善木材的强度、耐水性和抗风湿性,从而延长木质材料的使
用寿命。

另外,纳米纤维素技术也提供了一种环保和经济的保护方式,能够有效地保护木质材料免受蛀虫侵害和湿热侵蚀,使用寿命更长。

微纳米纤维的研究与应用开辟新的技术领域

微纳米纤维的研究与应用开辟新的技术领域

微纳米纤维的研究与应用开辟新的技术领域微纳米纤维是指纤维的直径在微米(微米,即百万分之一米)或纳米(纳米,即十亿分之一米)尺度范围内的纤维材料。

由于其纤细的直径和高比表面积,微纳米纤维具有独特的物理、化学和生物学特性,在众多领域具有广阔的应用前景。

本文将重点探讨微纳米纤维的研究和应用,以及其在各领域中所带来的创新和突破。

一、微纳米纤维的制备技术1. 静电纺丝技术静电纺丝技术是目前制备微纳米纤维最常用的方法之一。

该技术通过将高分子溶液通过高电压作用下的电纺丝装置喷射出纤维,在风力或电力作用下,纤维在空中形成纤维网,并最终沉积在接收器上。

静电纺丝技术具有制备简单、成本低廉等优点,已广泛应用于纺织、过滤、医疗等领域。

2. 模板法模板法是通过在纳米尺度尺寸的模板上沉积材料,再移除模板得到微纳米纤维的制备方法。

该方法适用于金属、陶瓷、高分子等不同类型的纤维材料制备。

模板法制备的纤维可以具有多种形状和结构,对于一些特殊用途的纤维制备具有较大优势。

二、微纳米纤维的应用领域1. 纺织领域微纳米纤维可以用于制备高性能的纺织材料,如防弹服、防护服和运动服等。

其纤维直径细小,可以增加纺织品的柔软性和透气性,提高穿着舒适感。

微纳米纤维还具有较高的化学稳定性,抗菌性和防紫外线性能,可用于制备功能纺织品。

2. 环境领域微纳米纤维在环境领域的应用主要体现在过滤材料和吸附材料方面。

纤维的高比表面积和丰富的孔隙结构使其成为理想的过滤材料,可以用于空气和水的净化。

此外,微纳米纤维通过调控其表面性质和化学成分,可以实现对污染物的选择性吸附和分离,具有很高的应用潜力。

3. 生物医学领域微纳米纤维在生物医学领域中具有广泛应用前景。

由于其纤细的直径和高比表面积,微纳米纤维可以模拟人体组织的微观结构,用于细胞培养和组织工程。

此外,微纳米纤维还可以用于药物传输和疾病诊断,通过调控纤维的材料和结构,实现药物的缓释和靶向输送。

4. 新能源领域微纳米纤维在新能源领域的应用主要体现在能量存储材料和光伏材料方面。

纳米纤维静电纺丝技术的工业化应用方案

纳米纤维静电纺丝技术的工业化应用方案

纳米纤维静电纺丝技术的工业化应用方案纳米纤维静电纺丝技术的工业化应用方案纳米纤维静电纺丝技术是一项先进的制备纳米纤维的方法,其具有广泛的工业应用前景。

它通过将高分子溶液通过电场作用产生细长的纤维,可在多个领域发挥重要作用,如纺织品、过滤材料、生物医学、能源储存等。

下面将介绍一种工业化应用方案。

首先,纳米纤维静电纺丝技术可应用于纺织品行业。

传统的纺织品存在着纤维粗糙、透气性差等问题,而纳米纤维静电纺丝技术可以制备出直径为纳米级的纤维,具有更好的透气性和柔软性。

因此,可以将纳米纤维应用于面料制造,提升纺织品的舒适性和功能性。

此外,纳米纤维还可以用于制备抗菌纺织品,可广泛应用于医用、护理等领域。

其次,纳米纤维静电纺丝技术还可用于过滤材料的制备。

纳米纤维具有细小的孔隙和高比表面积,可用于制备高效的过滤材料。

例如,可以将纳米纤维应用于空气过滤器、水处理设备等,用于去除细小颗粒物、有害气体等污染物,提供更好的环境保护和健康保障。

此外,纳米纤维静电纺丝技术还可应用于生物医学领域。

纳米纤维具有与人体细胞相似的尺度,因此可以用于细胞培养基质、人工血管、组织修复等方面。

通过纳米纤维的特殊结构和生物相容性,可以促进细胞的附着、增殖和分化,有助于生物医学领域的疾病治疗和组织工程的发展。

最后,纳米纤维静电纺丝技术还可用于能源储存领域。

纳米纤维可以制备出具有高比表面积和良好导电性的电极材料,可应用于超级电容器、锂离子电池等能源存储设备。

通过纳米纤维技术的应用,可以提高能源储存设备的性能和稳定性,推动清洁能源的发展。

综上所述,纳米纤维静电纺丝技术具有广泛的工业化应用前景。

在纺织品、过滤材料、生物医学、能源储存等领域,纳米纤维技术都可以发挥重要作用,提供更好的产品和解决方案。

随着技术的不断发展和成熟,相信纳米纤维静电纺丝技术将在未来实现更多的工业化应用。

聚合物纳米纤维的制备技术及应用研究

聚合物纳米纤维的制备技术及应用研究

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。

创新纺织品材料新型纤维和面料的研发和应用

创新纺织品材料新型纤维和面料的研发和应用

创新纺织品材料新型纤维和面料的研发和应用在当今时代,纺织品行业正不断发展和创新,成为新型纤维和面料的研发和应用的热点话题。

新型纤维和面料的研发和应用有助于提高纺织品的品质和性能,满足人们对功能性和环保性产品的需求。

本文将探讨创新纺织品材料新型纤维和面料的研发和应用的相关内容。

一、纤维材料的创新和研发1. 超细纤维的研发超细纤维具有细度小、比表面积大的特点,在纺织品中有广泛的应用前景。

通过改变纤维的生产工艺和材料组成,可以调控超细纤维的性能和功能,满足不同领域的需求。

2. 生物可降解纤维的研发为了应对环境问题,生物可降解纤维的研发成为纺织品行业的发展方向之一。

利用天然纤维或合成纤维制备的生物可降解纤维可以在使用后自然降解,减轻对环境造成的压力。

3. 智能纤维的开发随着科技的进步,智能纤维逐渐进入人们的视野。

智能纤维可以通过集成电子元器件和感应器实现多种功能,如自动感应温度、湿度等,满足人们对于智能穿戴的需求。

二、面料的创新和应用1. 功能性面料的应用功能性面料可以实现各种特殊功能,例如防水、抗UV、防静电等。

这些功能性面料在户外运动、医疗卫生、军事防护等领域有着广泛的应用。

2. 纳米技术在面料中的应用纳米技术在面料中的应用能够赋予面料更多的性能和功能。

例如,利用纳米技术可以实现面料的防菌、抗菌、自洁效果,提高面料的品质和使用寿命。

3. 可穿戴技术在面料中的融合随着可穿戴技术的兴起,面料也开始与电子技术相结合。

通过在面料中嵌入传感器和导电线路,可以实现衣物的智能化、可穿戴设备的舒适性和便携性。

三、新型纤维和面料的应用前景新型纤维和面料的研发和应用为纺织品行业带来了新的发展机遇和前景。

1. 提高用户体验新型纤维和面料的应用可以提高纺织品的透气性、柔软性、舒适度等特性,提升用户体验,满足人们对高品质纺织品的需求。

2. 探索新兴领域新型纤维和面料的应用可以拓展到各个领域,如智能家居、医疗护理、汽车工业等。

纳米纤维的制备与应用方法

纳米纤维的制备与应用方法

纳米纤维的制备与应用方法纳米纤维作为一种具有极高比表面积和领域广泛的材料,具有许多潜在的应用领域,如过滤器材料、催化剂载体、生物传感器等。

在本文中,我们将探讨纳米纤维的制备方法以及其在不同领域的应用。

一、纳米纤维的制备方法1. 电纺法电纺法是纳米纤维制备中最常用的方法之一。

该方法通过将高分子溶液注入电纺器中,在高电场作用下,使溶液在空气中形成细长的纤维。

电纺法具有简单、高效、可控性强等优点。

制备出的纳米纤维具有较高的比表面积和孔隙度,适合用作过滤器材料。

2. 模板法模板法是另一种常用的纳米纤维制备方法。

该方法使用纳米颗粒或模板材料作为模板,将高分子溶液浸渍在模板上,然后经过固化、除模等步骤,得到纳米纤维。

模板法制备的纳米纤维形状和尺寸可由模板调控,从而获得所需的纳米纤维结构。

3. 湿法制备湿法制备纳米纤维的方法包括溶胶-凝胶法、自组装法等。

这些方法主要利用高分子化合物在溶液中的自组装行为,通过调控溶液中的参数(如pH值、温度等),使高分子自发地形成纳米纤维结构。

二、纳米纤维的应用1. 过滤器材料纳米纤维具有较高的比表面积和孔隙度,可以用于制备高效的过滤器材料。

通过调控纳米纤维的直径和孔隙大小,可以实现对不同粒径颗粒的过滤和分离。

此外,纳米纤维还具有较好的抗菌性能,可以用于制备口罩、空气净化器等防护用品。

2. 催化剂载体由于纳米纤维具有较高的比表面积和孔隙度,可以将催化剂负载在纳米纤维表面,提高催化反应的效率。

纳米纤维还可以通过调控纤维表面的化学性质,实现对反应物的选择性吸附和分离,从而优化催化反应过程。

3. 生物传感器纳米纤维具有高度的柔性和生物相容性,可以用于制备生物传感器。

将具有特定生物活性的分子(如抗体、酶等)固定在纳米纤维表面,并与待检测样品相互作用,可以实现对生物分子的灵敏检测。

纳米纤维生物传感器在医学诊断、环境监测等领域具有广阔的应用前景。

4. 能源储存纳米纤维可作为电池、超级电容器等能源储存材料的载体。

纳米纤维的应用

纳米纤维的应用

纳米纤维的应用一、纳米纤维的概述纳米纤维是指直径在10-1000nm之间的纤维,它具有高比表面积、高强度、高韧性等特点。

纳米纤维材料是一种新型的功能材料,有着广泛的应用前景。

二、纳米纤维在环保领域的应用1. 空气过滤由于纳米纤维具有高比表面积和微孔结构,因此可以用于制造高效空气过滤器。

这种空气过滤器可以去除空气中的PM2.5和其他微小颗粒物质,净化空气。

2. 污水处理利用静电纺丝技术制备出的聚合物纳米纤维膜具有良好的分离性能和化学稳定性,可以用于污水处理领域。

这种膜可以有效地去除污水中的重金属离子和有机物质。

3. 垃圾焚烧将聚丙烯薄膜变成了聚丙烯基复合材料,并以此为原料制成了可降解垃圾袋。

这种垃圾袋不仅能够降解,而且能够在高温下分解为无害物质,不会对环境造成污染。

三、纳米纤维在医学领域的应用1. 组织工程纳米纤维可以制备出具有生物相容性和生物活性的支架,用于组织工程。

这种支架可以模拟人体内部环境,促进组织再生和修复。

2. 药物输送利用静电纺丝技术制备出的聚合物纳米纤维膜可以作为药物载体,将药物包裹在其中进行输送。

这种膜具有良好的生物相容性和可控性,可以实现精准输送。

3. 感应材料将纳米纤维与金属或其他材料结合,可以制备出具有感应功能的材料。

这种材料可以检测人体内部环境的变化,并及时发出警报。

四、纳米纤维在能源领域的应用1. 太阳能电池利用静电纺丝技术制备出的二氧化钛(TiO2)纳米线阵列可以作为太阳能电池的光敏材料。

这种材料具有高比表面积和优异的光电性能,可以大幅提高太阳能电池的转换效率。

2. 燃料电池将纳米纤维与贵金属结合,可以制备出具有高催化活性的催化剂。

这种催化剂可以用于燃料电池中,提高燃料电池的效率和稳定性。

五、纳米纤维在材料领域的应用1. 复合材料将纳米纤维与其他材料结合,可以制备出具有优异性能的复合材料。

这种复合材料具有高强度、高韧性、高导电性等特点,可以广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。

纳米纤维的发展和应用

纳米纤维的发展和应用

纳米纤维的发展和应用摘要本文简单介绍了纳米纤维的定义、特点和应用,主要讨论了纳米纤维的制备方法,包括传统纺丝方法(如:静电纺丝法、复合纺丝法和分子喷丝板法) 的改进以及新兴的生物合成法和化学合成法。

关键词纳米纤维,技术,进展,生物合成,化学合成,应用前景1 前言随着纳米材料技术的飞速发展,纳米纤维技术已成为纤维科学的前沿和研究热点,并在电子、机械、生物医学、化工、纺织等产业领域得到一定的应用。

纳米纤维技术在传统产业中的应用必将提升传统产业。

纳米纤维主要包括2 个概念:一是严格意义上的纳米纤维,即纳米尺度的纤维,一般指纤维直径小于100 nm的纤维。

另一概念是将纳米微粒填充到纤维中,对纤维进行改性,采用性能不同的纳米微粒,可开发抗菌、阻燃、防紫外、远红外、抗静电、电磁屏蔽等各种功能性纤维。

2 纳米纤维制备技术的进展2. 1 静电纺丝法[1~4]静电纺丝技术是目前制备纳米纤维最重要的基本方法。

这一技术的核心,是使带电荷的高分子溶液或熔体在静电场中流动并发生形变,然后经溶剂蒸发或熔体冷却而固化,于是得到纤维状物质,这一过程简称电纺。

目前电纺技术已经用于几十种不同的高分子,即包括大品种的采用传统技术生产的合成纤维,如:聚酯、尼龙、聚乙烯醇等柔性高分子的电纺。

此外,包括蚕丝、蜘蛛丝在内的蛋白质和核酸(DNA) 等生物大分子也进行过电纺实验。

尽管所用的材料十分广泛,但是目前电纺纤维总是以在收集板负极上沉积的非织造布的形式而制得的,其中单纤维的直径可以随加工条件而变化,典型的数值为40 nm~2μm ,甚至可以跨越10 nm~10μm 的数量级,即微米、亚微米或纳米材料的范围。

电纺纤维最主要的特点是所得纤维的直径较细,新形成的非织造布是一种有纳米微孔的多孔材料,有多种潜在用途。

但是,目前的电纺技术在推广上存在一定技术问题:第一,此法得到的只能是非织造布,而不能得到纳米纤维彼此可分离的长丝或短纤维;第二,目前静电纺丝机的产量很低,难以大规模应用;第三,由于多数条件下静电纺丝中的拉伸速率较低,纺丝路程很短,结果电纺纳米纤维的强度较低。

芳纶纳米纤维高效制备关键技术及其在纸基功能材料中的应用

芳纶纳米纤维高效制备关键技术及其在纸基功能材料中的应用

芳纶纳米纤维高效制备关键技术及其在纸
基功能材料中的应用
芳纶纳米纤维(ANF)是一种具有大长径比、超高的热/化学稳定性和优异的力学性能的纳米纤维。

近年来,随着对高性能材料需求的不断增长,高效制备芳纶纳米纤维及其在纸基功能材料中的应用受到了广泛关注。

以下是一些关键技术和应用领域:
1. 湿法球磨辅助去质子化(BMAD)策略:这种策略通过球磨产生强的剪切和碰撞力,使宏观的芳纶纤维分裂成微纤维,不仅促进了溶液向纤维内部的渗透,而且扩大了反应物之间的接触界面,从而大大加速了去质子化反应,同时细化了纳米纤维的直径。

2. 去质子化方法:这是一种常见的制备芳纶纳米纤维的方法,通过去除芳纶分子中的质子,使芳纶分子变得更容易断裂,从而形成纳米纤维。

3. 静电纺丝技术:这是一种利用静电场力将芳纶溶液拉伸成纤维的方法,具有制备过程简单、制备效率高等优点。

4. 芳纶纳米纸基功能材料:利用芳纶纳米纤维制备的芳纶纳米纸具有致密的堆积结构和优异的性能,可以应用于高温隔热、阻燃防火、电磁屏蔽等领域。

5. 芳纶复合纳米纤维气凝胶:将SiO2纳米粒子加入到由去质子化方法制备的芳纶纳米纤维分散液中,制备芳纶复合纳米纤维气凝胶。

这种复合气凝胶具有低导热系数、优异的力学性能和阻燃防火性能。

6. 芳纶纳米纤维在纸基功能材料中的应用:芳纶纳米纤维因其优异的性能,在纸基功能材料中具有广泛的应用,如制备高性能的隔热纸、防火纸、电磁屏蔽纸等。

总之,芳纶纳米纤维的高效制备关键技术及其在纸基功能材料中的应用具有很大的发展潜力。

随着制备技术的不断进步和应用领域的拓展,芳纶纳米纤维将在未来发挥越来越重要的作用。

芳纶纳米纤维的制备及其相关应用

芳纶纳米纤维的制备及其相关应用

芳纶纳米纤维的制备及其相关应用近年来,由于加工技术的进步和应用材料的改善,微米和纳米尺度的材料备受关注。

芳纶纳米纤维作为一种具有强度、高弹性和光学性能优越的纳米纤维,被应用在各个领域,如生物医学、纳米载体、渗透膜等。

本文旨在介绍芳纶纳米纤维的制备原理和相关的应用研究。

芳纶纳米纤维的制备芳纶纳米纤维的制备可以分为以下几种方法:湿法法、冷凝法、化学气相沉积(CVD)法和溶胶-凝胶法。

(1)湿法法湿法法是制备芳纶纳米纤维技术中最常用的技术之一,它可以实现纳米纤维快速、经济、简单有效地制备。

它主要包括盐类复合法、固溶体熔融法、化学反应沉积法、二级反应管等多种技术。

(2)冷凝法冷凝法的原理是利用液态芳纶的自聚性,使得芳纶在溶液中结晶而形成纳米纤维。

此法的特点是可以将芳纶的聚合物形成纳米尺度的纤维。

(3)CVD法CVD法是一种通过化学反应产生纳米纤维的技术,它可以实现在温度范围内稳定地合成纳米纤维。

它可以利用溶液中的气相物质来控制纤维的形状与尺寸,使芳纶纤维更加结实、均一。

(4)溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种综合性技术,它可以实现纳米纤维的快速制备。

它结合了溶胶-凝胶法和冷凝法的优点,可以实现溶液中芳纶的快速凝胶化,从而制备出细长的芳纶纳米纤维。

芳纶纳米纤维的应用研究1.物医学领域芳纶纳米纤维具有良好的生物相容性和可控制的孔径尺寸,可以用作改善病毒传播、抗癌药物载体、医疗介质调节等生物医学领域的材料。

2.米载体芳纶纳米纤维具有良好的化学稳定性和相对较高的附着力,可以用作可控释放和多功能纳米载体,如功能纳米药物、专项纳米载体等,用于抗癌药物分子的智能释放。

3.透膜芳纶纳米纤维具有优越的机械性能、电学导电性能等优点,可以用作制备渗透膜,如芳纶/多孔硅复合膜、芳纶/多孔金属膜等,用于水滤渗透等应用领域。

结论芳纶纳米纤维是一种具有良好性能的纳米纤维,可以用于生物医学领域、纳米载体和渗透膜等领域的研究与应用。

其制备技术也不断地发展和完善,以更加全面、有效地满足不同应用的需求。

纳米纤维发展用途

纳米纤维发展用途

纳米纤维发展用途一、引言随着科技的不断发展,纳米技术在各个领域得到了广泛的应用。

其中,纳米纤维作为一种新的材料,其发展的用途也变得越来越多样化。

本文将对纳米纤维的发展用途进行全面、详细、完整且深入地探讨。

二、纳米纤维在生物医学领域的应用2.1 药物传递系统•纳米纤维可以被用作药物传递系统的载体,通过控制纳米纤维的尺寸和结构,可以实现药物的缓释和靶向输送。

•纳米纤维可以通过嵌入药物分子或构建多层结构,来实现更高效的药物传递。

2.2 人工组织修复•纳米纤维可以模拟天然组织的结构,如血管、肌肉、神经等,并具有良好的生物相容性和生物活性。

•纳米纤维可以用于人工组织的修复和再生,例如皮肤组织工程、骨组织工程等。

三、纳米纤维在环境保护领域的应用3.1 污水处理•纳米纤维具有高比表面积和多孔结构,可以用于吸附和催化分解污水中的有害物质。

•纳米纤维可以通过控制其结构和表面性质,提高污水处理的效率和降解效果。

3.2 空气过滤•纳米纤维可以制备成纳米纤维膜,用于空气过滤,可以有效去除空气中的颗粒物和有害气体。

•纳米纤维膜具有高通量和低阻力的特性,可以实现高效的空气净化。

四、纳米纤维在能源领域的应用4.1 锂离子电池•纳米纤维可以作为锂离子电池的电极材料,提供更高的比表面积和更快的离子传输速率,从而提高电池的功率密度和循环寿命。

4.2 太阳能电池•纳米纤维可以用作太阳能电池的吸光层或电荷传输层,提高光吸收和电子传输效率。

•纳米纤维还可以用于制备柔性太阳能电池,具有重量轻、可弯曲等特点。

五、纳米纤维在纺织领域的应用5.1 功能性纺织品•纳米纤维可以用于制备功能性纺织品,如防水、防静电、防紫外线等。

•纳米纤维还可以制备智能纺织品,具有温度响应、光响应等特性。

5.2 增强纤维材料•纳米纤维可以增强传统纤维材料的力学性能,如强度、断裂韧性等。

•纳米纤维可以应用于纤维增强塑料、纤维增强复合材料等领域。

结论纳米纤维作为一种新兴的材料,在生物医学、环境保护、能源和纺织等领域都有着广泛的应用。

纳米纤维及其在生物医学领域中的应用

纳米纤维及其在生物医学领域中的应用

纳米纤维及其在生物医学领域中的应用纳米纤维是指纤维的直径在100纳米及以下的物质,具有高比表面积、多孔性、柔韧性以及生物相容性等特性。

因此,纳米纤维在生物医学领域中得到了广泛的应用。

一、纳米纤维制备技术1. 静电纺丝法静电纺丝法是一种制备纳米纤维的有效方法,其原理是通过高压电场将溶液中的聚合物分子从微孔的电极中“吹”出来,形成纳米级别的纤维。

静电纺丝法可以制备出具有不同形貌、直径和孔径的纳米纤维,并且可以在制备过程中添加药物或生物分子,用于生物医学领域的检测和治疗。

2. 纺丝-电极位置调整法纺丝-电极位置调整法也是制备纳米纤维的一种方法,其原理是通过控制电极之间的距离和位置,调整电极表面的电势差,使聚合物分子从其中一个电极表面“吹”出来,在将纤维收集在另一个电极上。

3. 模板法模板法制备纳米纤维是利用模板表面的孔道,通过聚合物的沉淀和交联形成纤维。

该方法制备的纤维形貌较为单一,但可以通过调整模板孔的大小和表面化学性质来调节纤维的直径和物理性质。

二、纳米纤维在生物医学领域中的应用1. 组织工程纳米纤维支架可以模拟生物组织的结构和功能,并且具有适宜的孔径和孔隙度,可以提供细胞生长和分化所需的微环境。

利用纳米纤维支架,可以制备出高度仿真人体组织的体外模型,用于生理学、毒理学、药物筛选等研究。

2. 纳米药物传递系统纳米纤维可以作为载体,包裹药物或生物分子,用于治疗疾病。

纳米纤维载体具有较大的比表面积和孔隙度,可以增加药物的负载量和释放速率。

而且,纳米纤维支架具有生物相容性和生物可降解性,可以降低药物副作用和提高治疗效果。

3. 纳米纤维传感器利用纳米纤维的传感性能,可以制备出高灵敏度的生物传感器。

纳米纤维传感器可以用于检测生物分子、重金属离子、细菌等微生物,具有较高的灵敏度、特异性和快速响应。

4. 人工血管和人工心脏瓣膜纳米纤维可以模拟天然血管的形态和性质,用于制备人工血管和心脏瓣膜。

纤维支架材料可以与人体细胞进行良好的相互作用,大大降低了人工器官与人体组织之间的排异反应,提高了植入物的生物相容性和耐久性。

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纳米纤维技术的开发及应用摘要:纳米纤维是一种新型高附加值差别化的纤维产品,有着广阔的发展前景和应用空间。

本文介绍了纳米纤维的概念、应用和发展现状及最新成果, 讨论了纳米纤维的制备方法,包括静电纺丝法、海岛形双组分复合纺丝法、分子喷丝板纺丝法等。

通过例举目前纳米纤维在世界上各国的的应用,展示了纳米纤维广阔的应用前景。

关键词:纳米纤维静电纺丝法海岛形双组分复合纺丝法分子喷丝板纺丝法Abstract: As a differential fiber product of new type and high added value, the nano-fiber has broad development prospect and application space. The paper introduces the conception, application, developmental State and the Latest Achievements of nanofiber. And discusses some methods of preparation, such as electro spinning , sea- island bicomponent spinning , molecular Spinneret spinning, The article also shows the unlimited application prospects of nanofiber through giving some examples of the application of nanofiber in the world.Keywords:nanofiber, electro spinning , sea- island bicomponent spinning, molecular spinneret引言1990 年7 月第一届国际纳米技术会议在美国巴尔的摩召开,会议正式公布纳米材料科学成为材料科学的一个新分支,从此纳米材料引起了世界各国的极大兴趣和广泛关注,掀起了世界范围的纳米研究热潮。

各种纳米尺度的纳米粒子、纳米纤维、纳米管、纳米线和纳米膜已经制备出来。

近几年,特别是纳米纤维及其应用研究已成为前沿热点,许多国家和地区纷纷制定了纳米纤维技术相关战略和计划,投巨资进行研究开发,以抢占纳米纤维技术的战略高地,而目前纳米纤维的应用研究更是如火如荼。

一.纳米纤维的概述纤维对大家来说是十分熟悉的,如日常生活中作为服装材料用的羊毛、蚕丝、亚麻、棉花等都是天然纤维;20世纪出现的化学纤维工业,为人类提供了各种各样的合成纤维和人造纤维;还有金属纤维、矿物纤维和陶瓷纤维等。

作为纤维有两个明显的几何特征:第一是纤维有较大的长度/直径比,例如蚕丝和化学纤维的长丝都可认为长度/直径比趋于无穷大;第二是纤维的直径必须比较细,这是出现一定柔韧性所必需的。

传统普通纤维材料的直径多为5~50μm;最新开发的超细纤维直径可达0.4~4μm。

由此可见,超细纤维也仅是与蚕丝直径相当或稍细的纤维,其直径绝对值只能达到微米或亚微米级,还不是真正意义上的超细纤维。

纳米是一个长度单位,1nm=10-9m。

纳米量级一般是指1~100nm的尺度范围。

纳米科技的发展,将会给纤维科学与工程带来新的观念。

对纳米纤维定义其直径是1~100nm的纤维,即一维纳米材料。

纳米纤维按获取途径可以分为天然纳米纤维和人造纳米纤维。

纳米纤维(nanofiber)从广义上讲包括纤维直径为纳米量级的超细纤维,还包括将纳米颗粒填充到普通纤维中对其进行改性的纤维。

后者是目前国内外开发的热点;采用性能不同的纳米颗粒,可开发阻燃、抗菌、抗静电、防紫外线、抗电磁屏蔽等各种功能性纤维。

而对于前者,才是真正意义上的纳米纤维(一维纳米材料),由于其极大的比表面积和表面积-体积比所表现出的特殊性能,日益引起科学家们的重视。

二. 纳米纤维的成型技术纳米纤维有多种成型方法,例如静电纺丝法、熔喷法以及闪纺法(杜邦公司的Tyvek®产品)等,其产品均呈非织造布形式,而使用双组分复合纺丝法可得到长丝纱。

近年来,原纤化制纳米纤维法和Dendrite法纳米纤维技术也取得了一定的进展。

1.1 静电纺丝法静电纺丝法即聚合物喷射静电拉伸纺丝法,是一种制备超细纤维的重要方法。

该不同于常规方法的纺丝技术,是基于高压静电场下导电流体产生高速喷射原理发展而来的。

其基本过程是:聚合物溶液或熔体在几千至几万伏高压静电下克服表面张力产生带电喷射,溶液或熔体在喷射过程中干燥、固化最终落在接收装置上形成纤维毡或其他形状的纤维结构物。

由于静电纺丝技术特殊的原理与工艺,制得的纤维直径一般在数十纳米到数微米之间。

静电纺纳米纤维网与常规熔喷非织造布(MB)和纺粘非织造布(SB)相比有两个基本相似点:一是均为流动相聚合物,采用一步法直接成网;另一个是纤维中无任何添加剂,也无需使用粘合剂。

采用静电纺丝工艺制得的纳米纤网具有纳米纤维的典型特点,可加工成一系列具有特殊功能的产品。

将纳米纤网与熔喷非织造布复合,能最大限度地强化复合制品的液体浸蚀性,并明显改善复合产品的空气阻隔和透气性能。

1.2 熔喷纺丝法静电纺丝法由于聚合物溶于溶剂,纺丝液浓度受到一定的限制,因此生产效率相对较低,而且还需配置溶剂处理和回收系统。

而熔喷法纳米纤维的加工基本沿用传统熔融纺丝技术,不需要溶剂处理过程,具有高效率、低成本、易规模化生产的优势。

熔喷法得到的纤维网属微米或亚微米级(直径为40~2000 nm)尺度的混纤网。

在加工热塑性高聚物时,该项技术显示出相对经济的特点,同时也具有规模化纺制纳米纤维的潜力。

因此,熔喷法工艺正成为纺制纳米纤维的重要方法之一,如瑞士Rieter(立达)公司已建成单模头熔喷法纳米纤维装置,纤维网的单纤直径只有500 nm。

常规熔喷法生产的非织造布网片的单纤平均直径约为1 μm,但在纺制超细旦纤维时,纺丝组件每孔的熔体挤出速率降低,造成纺丝压力发生变化,影响纤维网片的均匀性。

因此,在生产超细纤维时要保持较低的聚合物粘度,一般MFI (熔体流动指数)的指标为1500~1800。

为确保良好纤维网均匀度,纺丝组件压力控制在3.5 MPa左右。

在熔体挤出速率较低,纺丝组件熔压稳定的工艺条件下,对纺丝板孔的设计要求十分严格。

通常,纺丝孔径为0.10~0.12 mm时,长径比为15~100,孔密度>100 孔/英寸。

1.3 复合纺丝法目前,复合纺丝法生产的纳米纤维主要以海岛型和裂片型复合纤维为主,该方法通常选用常规的纺丝牵伸工艺,卷绕速度约为2500 m/min。

海岛型复合纺丝技术是日本东丽公司20 世纪70 年代开发的一种生产超细纤维的方法。

该方法将两种不同成分的聚合物通过双螺杆输送到经过特殊设计的分配板和喷丝板,纺丝得到海岛型纤维, 其中一种组分为“海”,另一种为“岛”, “海”和“岛”组分在纤维轴向上是连续密集、均匀分布的。

这种纤维在制造过程中经过纺丝、拉伸、制成非织造布或各种织物以后,将“海”的成分用溶剂溶解掉,便得到超细纤维。

海岛型复合纺丝技术的关键设备是喷丝头组件, 不同规格的喷丝头组件,可得到不同纤度的纤维。

在海岛型复合纺丝中,可使用PET、PA、PP等原料,岛组分数可达1120;海组分使用EVOH(乙烯-乙烯醇共聚树脂,两种组分的复合比为50/50)。

将海组分溶除后,岛部分的纤维直径可达300 nm。

该方法的产能为5 kg/h,纤维加工可成本控制在1~5美元/kg。

同静电纺纳米纤维相比,复合法纺纳米纤维的直径分布较窄。

在海岛型复合法纺制纳米纤维的技术中,复合组件的设计十分关键,要保证岛组分聚合物与海组分有同一的轴向。

此外,海组分聚合物的溶出也很重要,因为它影响纳米纤维最终的成型和品质。

因此要求碱溶液快速并完全地将海和岛组分分离,同时还需防止碱溶液对岛组分聚合物的浸蚀。

目前纺制的PET纳米长丝,岛组分数一般为300,单丝直径约为500 nm。

目前,裂片型复合纺丝工艺可达到16片以上。

日本帝人公司开发的PET纳米长丝的海组分选用了水溶性聚合物,具有环境友好特性,纤维性能良好。

1.4 分子喷丝板纺丝法分子喷丝板技术是对传统的纺丝技术的挑战,它将使目前使用的聚合物纺丝设备完全改观。

分子喷丝板由含盘状物( discot ics) 构成的柱形有机分子结构的膜组成, 盘状物在膜上以设计的位置定位。

盘状物是一种液晶高分子,是由近年来聚合物合成化学发展而来的。

聚合物分子在膜内盘状物中排列成细丝, 并从膜底部将纤维释放出来。

盘状物特殊的设计和定位使它们能吸引和拉伸某种聚合物分子,并将聚合物分子集束和取向,从而得到所需结构的纤维。

盘状物系统一定要根据所需纤维的结构而设计。

以膜的形式设计的分子纺丝机械,一定要使膜上盘状物可以按需要的方向精确同步旋转,同时,保持盘状物在膜上的位置不变。

我们设计用分子间氢键来联接不同的盘状物分子, 这种作用力可以使盘状物自由旋转而非自由转化。

盘状物旋转可以用磁场来实现,在合成的盘状物中镶入金属原子,使它们对外部磁力场的改变反应敏感。

盘状物具有象电动机一样的功能,使聚合物纺丝变得更有效而且容易。

分子喷丝板纺丝有以下两种工艺:聚合物熔体或溶液纺丝;单体纺丝。

前者大环膜的上部提供聚合物流体, 含大环系统的复合膜只作喷丝板使用。

后者在膜的上部提供的是聚合物单体,膜的第一层设计成使单体可以反应形成聚合物链,这些聚合物链象前者的聚合物那样,被牵引通过大环系统, 以形成纤维。

美国OakRidge 国家实验室, NASA Ames 研究中心及其它在这一领域的研究机构都已做了大量工作。

他们合成的第一个模型是锥形低聚环氧乙烷和三(对十二烷基苯甲酸基) 苯甲酸反应生成单酯,单酯再与2-甲基丙烯酰氯反应产物自由基聚合得到高聚物。

该体系具有含柱形中间项的管状超分子结构。

因为结构中聚甲基丙烯酸酯骨架上锥形外受体的存在,体系表现的自聚性使体系形成几乎完全相同的超分子结构。

该磁共振结果表明,在磁场中,向列液晶趋于线性平行排列。

柱形结构在合适的磁场强度下能够旋转。

目前,正在合成的有柱形酞青聚合物及具有铁电性的Bow lic聚合物,它们都能形成液晶柱形中间项。

不同聚合物纺丝开车和转产时间可以明显缩短, 从而大大减少废物生成。

总之,聚合物纺丝设备可以集成为一个很小的设备。

这一技术的开发将给纤维、纺织、服装行业带来一场革命。

1.5 其他成型工艺(1)原纤化法纳米纤维工艺原纤化法具有规模生产和产品应用范围广的潜力。

使用纤维素纤维溶液制成的纤维具有长链分层结构,经原纤化后,所得纤维的直径在100~400 nm,长度为5~8 mm。

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