基于静电纺丝法制备PVA复合纤维膜的方法及应用实例
静电纺制备PVDF纳米纤维膜的应用
静电纺制备PVDF纳米纤维膜的应用近年来，静电纺制备纳米纤维膜逐渐成为一种研究热点，其中PVDF纳米纤维膜因其较好的分离性能和生物相容性而备受关注。
本文将介绍静电纺制备PVDF纳米纤维膜的原理及其在环境、能源和生物等领域中的应用。
静电纺是一种由电场引导聚合物溶液或熔融聚合物物质在空气中快速凝聚成纳米纤维膜的方法。
在静电纺制备PVDF纳米纤维膜中，首先需要将PVDF聚合物在有机溶剂中溶解或熔融，并加入适量的表面活性剂来改善溶液的稳定性和凝聚性。
然后，将制备好的聚合物溶液或熔融聚合物通过高压喷液器将其喷出形成一个均匀的细液柱。
在液柱喷出时，加上一个高电压（通常为10-30 kV）的直流电源，静电场将会使液柱表面的聚合物分子带上一个静电荷，这样，在液柱的喷出口处，电荷的相互斥力将使聚合物分子向外喷出，形成一根连续的纳米纤维，最后在收集器上以一定的布局堆积成为膜。
整个制备过程需要在恒定的湿度和温度下进行。
1. 空气过滤器：PVDF纳米纤维膜具有良好的孔隙率和较小的孔径，能够过滤掉空气中的微小颗粒、病毒和细菌等有害物质，因而被广泛应用于空气过滤器。
3. 催化剂载体：将金属催化剂固定在PVDF纳米纤维膜表面，可以提升催化剂的活性，从而被应用于废水处理等方面的催化反应中。
1. 锂离子电池隔膜：PVDF纳米纤维膜在锂离子电池中能够作为高效的隔膜，可以防止正负电极之间的直接接触，从而延长电池的寿命和安全性。
2. 太阳能电池：通过将PVDF纳米纤维膜用作太阳能电池的电极材料，可以提高太阳能电池的效率。
3. 储氢材料：将PVDF纳米纤维膜与多孔碳凝胶等材料复合使用，可以制备出一种高效的储氢材料，有望在储氢领域得到广泛应用。
1. 组织工程：利用PVDF纳米纤维膜作为生物支架材料，可以促进细胞的黏附和增殖，有助于维持和重建组织的结构和功能。
2. 血滤器：PVDF纳米纤维膜在制备血滤器时具有较高的血液相容性和血清相互作用能力，可以被用于治疗肾功能衰竭等血液疾病。
羊毛角蛋白与PVA_复合纤维膜的制备及其在医用口罩滤芯中的应用
第３１卷㊀第４期２０２３年７月现代纺织技术ＡｄｖａｎｃｅｄＴｅｘｔｉｌｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｏｌ.３１ꎬＮｏ.４Ｊｕｌ.２０２３ＤＯＩ:１０.１９３９８∕ｊ.ａｔｔ.２０２２１１０２１羊毛角蛋白与ＰＶＡ复合纤维膜的制备及其在医用口罩滤芯中的应用程㊀玮ꎬ张㊀晶ꎬ徐成书ꎬ任㊀燕(西安工程大学纺织科学与工程学院ꎬ西安㊀７１００４８)㊀㊀摘㊀要:对大量废弃的羊毛纺织品进行回收利用ꎬ提取角蛋白并将其与聚乙烯醇(ＰＶＡ)制备成复合纤维膜ꎬ应用于医用口罩滤芯材料中ꎮ采用酸∕碱等电点沉淀法制备羊毛角蛋白ꎬ离心提纯后与不同浓度的ＰＶＡ共混配置纺丝溶液ꎬ利用静电纺丝法在医用口罩基底材料上喷制角蛋白∕ＰＶＡ纳米纤维膜ꎮ分别对试样进行电镜㊁红外光谱和粉尘过滤测试分析并比较不同角蛋白与ＰＶＡ质量分数下纤维膜的物化性能差异ꎮ电镜实验结果表明:角蛋白质量分数一定时ꎬ当ＰＶＡ质量分数越高ꎬ制备的纤维直径随之变大ꎻＰＶＡ溶液质量分数一定时ꎬ随着角蛋白质量分数的提高ꎬ制备的纳米纤维的直径变小ꎮ红外光谱测试显示角蛋白与ＰＶＡ通过氢键稳定的结合在一起ꎮ接触角测试显示加入角蛋白后能明显改善滤芯材料的亲水性ꎮ空气过滤效率测试表明ꎬ当ＰＶＡ溶液质量分数为６％ꎬ角蛋白与ＰＶＡ比为３０ʒ７０时ꎬ过滤效率最高ꎬ可达９７.１７％ꎮ关键词:羊毛角蛋白ꎻＰＶＡꎻ静电纺丝ꎻ纳米纤维膜ꎻ口罩中图分类号:ＴＱ３４０.６４㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００９￣２６５Ｘ(２０２３)０４￣００７４￣１０收稿日期:２０２２１１１１㊀网络出版日期:２０２３０２２４基金项目:陕西省教育厅重点实验室项目(２０ＪＳ０５３)ꎻ陕西省科技厅面上项目(２０２１ＪＭ￣４５１)ꎻ陕西省教育厅重点科学研究计划项目(２２ＪＹ０２２)作者简介:程玮(１９９７ )ꎬ女ꎬ山西晋中人ꎬ硕士研究生ꎬ主要从事新型染整技术和纳米纤维的合成及制备方面的研究ꎮ通信作者:张晶ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｊｚｈａｎｇ＠ｘｐｕ.ｅｄｕ.ｃｎ㊀㊀空气污染对大气环境和人体健康有着持久的影响ꎬ特别是空气细颗粒物ꎬ如ＰＭ２.５很容易渗入人体ꎬ引起各种疾病ꎮ口罩可以过滤空气中大部分的污染物ꎬ为人体健康提供一道保障ꎮ２０２０年一场突如其来的新冠疫情在全球范围内传播ꎬ口罩成为不可或缺的防控利器和战略物资ꎬ是保障人民群众健康的盾牌[１￣２]ꎮ目前ꎬ常规的空气过滤材料是非织造材料ꎬ其纤维杂乱排布ꎬ纤维直径为几十微米ꎬ是纳米材料的几百倍ꎬ且孔径较大ꎬ对空气中极小微粒(０ ２μｍ)的过滤效果较差[３]ꎮ纳米纤维作为过滤材料的重要纤维材料ꎬ对微细颗粒物的捕集十分有效[４]ꎮ李莘等[５]采用熔体静电纺丝技术在传统的聚对苯二甲酸乙二酯(ＰＥＴ)非织造布表面包覆超细纤维ꎬ制备熔体静电纺ＰＥＴ复合过滤材料ꎬ经过静电纺丝１２ｍｉｎ后制备的ＰＥＴ复合过滤材料对粒径大于２μｍ粒子的过滤效率超过９０％ꎻ李曼等[６]采用静电纺丝技术制备聚丙烯腈(ＰＡＮ)/聚乙烯吡咯烷酮(ＰＶＰ)纳米纤维ꎬ将其包覆在水刺粘胶非织造布表面ꎬ制备了ＰＡＮ￣ＰＶＰ纳米纤维/水刺粘胶非织造复合材料ꎬ静电纺丝时间为２ｈ制备的复合材料对空气中粒径大于２μｍ颗粒物的过滤效率达９９ ９３％ꎻ宋岩等[７]利用两种质量分数的聚丙烯腈(ＰＡＮ)溶液ꎬ采用静电纺丝技术制备不同粗细纤维的复合纳米纤维膜ꎬ当质量分数分别为８％和１２％ꎬ复合纺丝时间比为２ʒ１ꎬ纺丝总时间为１５ｍｉｎ时ꎬ复合纳米纤维膜的滤效可高达９９.７１％ꎮ这些研究表明ꎬ直接通过纳米纤维制备过滤材料或者通过引入纳米纤维来制备复合过滤材料可大大提高材料的过滤性能ꎮ天然动物蛋白纤维是最早加以利用的纤维ꎬ其蛋白质主要来源于动物毛㊁蚕丝㊁鸡蛋等ꎮ角蛋白是一种从羊毛中提取的天然蛋白质ꎬ有着巨大的利用价值[８￣９]ꎬ比如角蛋白分子链通过氢键与共价键连接在一起ꎬ高度有序的结构使得角蛋白表现出较高的力学强度[１０]ꎮ除此以外ꎬ角蛋白结构中的氨基易与甲醛反应ꎬ将角蛋白加入过滤材料中ꎬ其不仅可以过滤大部分空气细颗粒物ꎬ还会具有一定的捕获甲醛的性能[１１]ꎬ同时角蛋白又具有优异的生物可降解性㊁高渗透性以及良好的生物相容性等优势[１２]ꎮ蛋白纤维虽然性能优异ꎬ但每年的产量非常有限ꎬ蛋白质资源的再生利用已经成为研究热门[１３￣１４]ꎮ中国羊毛资源丰富ꎬ是毛纺大国ꎬ每年都有大量羊毛纤维被废弃ꎮ废弃羊毛中角蛋白含量丰富ꎬ加以利用是一种实用价值很高的角蛋白资源[１５￣１６]ꎮ此外ꎬ纯羊毛角蛋白制成的纤维很脆ꎬ强度较低ꎬ可纺性差ꎮ因此ꎬ本文提出利用回收的废弃羊毛材料ꎬ将其通过等电点沉淀选择性析出含有不同氨基酸端基的羊毛角蛋白多肽链段ꎬ将角蛋白与高分子骨架材料聚乙烯醇ＰＶＡ复合ꎬ通过静电纺丝技术制备得到纤维过滤材料ꎮ该材料具有稳定的物化性能ꎬ良好的过滤性能以及更舒适的体感性能ꎬ能够更好的适用于医用口罩等空气过滤领域ꎮ１㊀实㊀验１.１㊀实验材料与仪器实验材料:羊毛ꎻ聚乙烯醇ＰＶＡ￣１２４(化学纯ꎬ广东光滑科技股份有限公司)ꎻ氢氧化钠(分析纯ꎬ天津市天力化学试剂有限公司)ꎻ盐酸(化学纯ꎬ西安市环宇化学与仪器厂)ꎮ实验仪器:电子天平(ＳｃｏｕｔＳＥ型ꎬ奥豪斯仪器(常州)有限公司)ꎻ数显恒温水浴锅(ＨＨ￣２型ꎬ国华电器有限公司)ꎻ旋片式真空泵(２ＸＺ￣０５型ꎬ椒江宏兴真空设备厂)ꎻ电热鼓风干燥箱(１０１型ꎬ北京科伟永兴仪器有限公司)ꎻ离心机(ＴＧ１６Ｇ型ꎬ上海安亭科学仪器厂)ꎻ磁力搅拌器(ＨＪ￣６型ꎬ上海圣科仪器设备有限公司)ꎻ汇智电纺静电纺丝机(ＨＺ￣１２型ꎬ青岛诺康环保科技有限公司)ꎻ高级旋转流变仪(ＭＣＲ３０２型ꎬ奥地利安东帕有限公司)ꎻＦＥＧ场发射扫描电镜(Ｑｕａｎｔａ￣４５０￣ＦＥＧ型ꎬ美国ＦＥＩ公司)ꎻ傅里叶变换红外光谱仪(Ｓｐｏｔｌｉｇｈｔ４００型ꎬ美国铂金埃尔默公司)ꎻ全自动透气量仪(ＹＧ４６１Ｅ￣ＩＩＩ型ꎬ宁波纺织仪器厂)ꎻ粉尘过滤效率测试系统(ＦｉｌＴＥｑＦＥＭＡ１￣ＨＴ型ꎬ理宝科技有限公司)ꎻ光学接触角测量仪(ＢＬＡ￣００１型ꎬ天津博莱特仪器设备有限公司)ꎮ１.２㊀角蛋白∕ＰＶＡ纳米纤维膜的制备１.２.１㊀羊毛角蛋白的提取ａ)碱溶解:配置质量浓度为２０ｇ∕Ｌ的ＮａＯＨ溶液１０００ｍＬꎬ充分溶解后ꎬ将１００ｇ羊毛剪碎浸入ꎬ把溶液放在９５ħ的恒温水浴锅中保温４ｈꎬ适当搅拌促进羊毛溶解ꎬ得到羊毛角蛋白粗溶液ꎮｂ)抽滤:将得到的角蛋白粗溶液用真空泵抽滤两次ꎬ去除纤维屑等杂质ꎮｃ)调节ｐＨ值:用浓盐酸将过滤后的溶液调至ｐＨ４~５ꎬ静置１２ｈꎮｄ)离心:得到有絮状沉淀的溶液后ꎬ将沉淀和上层清液搅拌均匀后进行离心ꎬ转速为３０００ｒ∕ｍｉｎꎬ时间１０ｍｉｎꎮ离心两次后ꎬ把得到的沉淀用蒸馏水水洗ꎬ除去其中的ＮａＣｌꎬ再用无水乙醇混合离心ꎬ降低转速以防止出现颗粒ꎬ最后将得到的羊毛角蛋白无定形沉淀物收集到一个离心管中ꎮｅ)测试含固量:将得到的蛋白质取一小部分烘干计算含固量ꎬ方便准确称取角蛋白ꎮ１.２.２㊀纺丝溶液的配置配置质量分数为４％㊁６％㊁８％的ＰＶＡ溶液各１２０ｍＬꎬ将溶液置于８０ħ的恒温水浴锅中充分搅拌ꎬ使ＰＶＡ充分溶解ꎬ溶液成透明粘稠状ꎮ将配置好的ＰＶＡ溶液冷却后取２５ｍＬꎬ分别以角蛋白与ＰＶＡ质量比为３ʒ９７㊁５ʒ９５㊁１０ʒ９０㊁２０ʒ８０和３０ʒ７０加入角蛋白ꎬ一份纯ＰＶＡ溶液作为参照组ꎬ室温下磁力搅拌１２ｈꎬ直到溶液成为悬浊液ꎮ１.２.３㊀静电纺丝过程用１０ｍＬ的注射器抽取不同配比的纺丝溶液ꎬ采用ＨＺ￣１２型汇智电纺静电纺丝机进行纺丝ꎬＰＶＡ质量分数为４％㊁６％㊁８％的溶液分别使用了２４㊁２１㊁２０号平头金属针头ꎬ针头与接收器距离为２８ｃｍꎬ流速为１ｍＬ∕ｈꎬ电压为２２ｋＶꎬ根据实际情况稍有调整ꎮ为了测试纤维膜做医用口罩滤芯的性能ꎬ除了锡纸ꎬ还使用了口罩做接收器ꎬ在口罩上制备了同样质量浓度的角蛋白∕ＰＶＡ纤维膜ꎮ具体做法是将口罩展开黏贴在金属接收器上ꎬ再进行静电纺丝ꎬ这样纺出的丝仍然会向电势低的方向运动ꎬ沉积在口罩上ꎬ解决了口罩不导电的问题ꎮ分别以锡纸和口罩做接收器一共做两组ꎬ每组１０个样品ꎮ图１为静电纺丝制成的纤维膜样品ꎮ图１㊀用不同接收器纺成的纤维膜样品Ｆｉｇ.１㊀Ｆｉｂｅｒｍｅｍｂｒａｎｅｓａｍｐｌｅｓｓｐｕｎｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｅｃｅｉｖｅｒｓ５７第４期程㊀玮等:羊毛角蛋白与ＰＶＡ复合纤维膜的制备及其在医用口罩滤芯中的应用１.３㊀静电纺丝纤维物化性能测试１.３.１㊀纺丝溶液黏度测试采用ＭＣＲ３０２型高级旋转流变仪对纺丝溶液进行黏度测试ꎬ测试条件:温度２５ħꎬ剪切率８５ ２ｓ－１ꎮ１.３.２㊀纤维表面形态表征测试采用Ｑｕａｎｔａ４５０ＦＥＧ型发射扫描电子显微镜对样品的表观形貌进行观察ꎮ将收集到的样品(锡纸上的纤维膜)ꎬ在４０~５０ħ烘干３ｈꎬ制成样本ꎮ扫描电镜加速电压为５ｋＶꎬ放大倍数为５０００㊁１００００㊁３００００ꎬ得到图像后ꎬ用ＩｍａｇｅＪ分析软件选取６０根纤维直径样本ꎬ测量其直径并做正态分布图来表征纤维直径的分布ꎬ进行统计分析ꎮ１.３.３㊀纤维化学结构测试将制备好的样品(锡纸上的样品)放在烘箱中ꎬ４０~５０ħ温度下烘干３ｈꎬ制成样品后在红外光谱仪上测试ꎬ测试波数范围为４０００~６００ｃｍ－１ꎬ然后ꎬ导出纤维膜的数据ꎬ绘制红外光谱图ꎬ进行数据分析ꎮ１.３.４㊀接触角测试采用ＢＬＡ￣００１型光学接触角测量仪测量了不同样品的接触角ꎬ进行分析ꎮ１.３.５㊀透气性测试用ＹＧ４６１Ｅ￣ＩＩＩ型全自动透气量仪测试样品透气性ꎬ对试样织物在压降为１００Ｐａ下进行１０次有效测量ꎬ求取算术平均值ꎮ１.３.６㊀过滤效率测试用ＦｉｌＴＥｑＦＥＭＡ１￣ＨＴ型粉尘过滤效率测试系统测试ꎬ需选取两个以上的点来测试ꎬ求其平均值ꎮ过滤效率的计算如式(１):η∕％＝(Ｑ１－Ｑ２)Ｑ１ˑ１００(１)式中:η为过滤效率ꎻＱ１为空气中的粉尘颗粒数ꎻＱ２为样品过滤后的粉尘颗粒数ꎮ２㊀结果与讨论２.１㊀表观形貌分析图２中为纯ＰＶＡ溶液通过静电纺丝纺制在锡纸上的纤维膜分别放大５０００㊁１００００和３００００倍后的电镜图像ꎮ从图２中可以看到ꎬ纤维表面光滑无黏结ꎬ细度也比较均匀ꎬ总体看来ꎬ纯ＰＶＡ在水中充分溶解ꎬ溶液体系均一ꎬ成膜性较好ꎮ此外ꎬ与图３相比ꎬ可以明显看出纯ＰＶＡ纤维直径最大ꎬ而直径是影响过滤材料过滤性能的一个重要因素ꎮ图２㊀纯ＰＶＡ纤维膜放大不同倍数后的电镜Ｆｉｇ.２㊀ＥｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅｉｍａｇｅｓｏｆｐｕｒｅＰＶＡｆｉｂｅｒｍｅｍｂｒａｎｅｓｍａｇｎｉｆｉｅｄａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ㊀㊀图３为ＰＶＡ溶液质量分数为４％㊁６％㊁８％时ꎬ角蛋白与ＰＶＡ比例分别为３ʒ９７㊁５ʒ９５㊁１０ʒ９０的复合纤维膜的电镜图ꎮ从图３中可以看到ꎬＰＶＡ溶液质量分数为４％ꎬ角蛋白与ＰＶＡ比例分别为１０ʒ９０和ＰＶＡ溶液质量分数为６％ꎬ角蛋白与ＰＶＡ比例分别为５ʒ９５的复合纤维膜中的纤维大部分都黏连在一起ꎬ形成交联网状孔洞结构ꎮ随着角蛋白含量的增加ꎬ溶液黏度进一步减小ꎬ需要减小电场的电压进行纺丝ꎬ此时ꎬ接收距离也应进行相应调整ꎮ在流速等其他因素不变的情况下ꎬ溶剂来不及完全挥发就会沉积在接收器上ꎬ接收器上溶剂没有完全挥发的纺丝受到势能的作用ꎬ交叉点会挤压连合在一起从而形成图中的结构ꎮ此外ꎬ溶液黏度继续降低ꎬ纤维形貌变好是由于角蛋白的含量增加时ꎬ高分子溶液由于溶质百分比下降ꎬ导致整体电纺液浓度下降ꎬ静电纺溶液从针头喷射出去后ꎬ迅速生成射流ꎬ射流鞭动形成纳米纤维ꎬ溶液黏度降低会形成直径较细纤维ꎮ在统计纤维直径时发现纤维直径越细ꎬ直径平均值分布越均一ꎬ纤维整体形态较好ꎮ６７ 现代纺织技术第３１卷图３㊀不同ＰＶＡ溶液质量分数时不同角蛋白∕ＰＶＡ比值的纤维膜电镜照片Ｆｉｇ.３㊀Ｆｉｂｅｒｍｅｍｂｒａｎｅｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｋｅｒａｔｉｎ∕ＰＶＡｒａｔｉｏｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｓｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＰＶＡｓｏｌｕｔｉｏｎ㊀㊀另外ꎬ由图３可得ꎬ当ＰＶＡ溶液质量分数相同时ꎬ蛋白质含量较少时ꎬ纤维膜大体比较均匀ꎬ几乎无粘结ꎬ表面光滑ꎬ无断头ꎬ但纤维直径不够均匀ꎬ这是由于纺丝液中ＰＶＡ和角蛋白无法做到完全均一的相平衡状态ꎮ而随着蛋白质含量的增多ꎬ黏连增多ꎬ扁平状纺丝逐渐增加ꎬ且纤维开始出现珠串结构ꎬ纤维表面也变得不光滑ꎬ表面开始出现突起和碎屑状物体ꎮ形成串珠的原因主要是溶液挥发时ꎬ由于角蛋白中溶液挥发速率和高分子中溶液会发速率不同步ꎬ导致了出现了角蛋白颗粒聚集ꎮ当角蛋白与ＰＶＡ比值相同ꎬＰＶＡ溶液质量分数不同时ꎬＰＶＡ溶液质量分数过小ꎬ更容易造成纤维黏连ꎬ串珠等现象ꎬ这种现象是因为水分过多ꎬ纤维到达锡纸时水分没有完全蒸发ꎮ对得到的电镜图进行处理ꎬ每张电镜图均匀的取了６０个样本得到纤维直径正态分布图ꎬ图４为ＰＶＡ溶液质量分数为８％时ꎬ不同角蛋白与ＰＶＡ比值的纤维直径正态分布图ꎮ由图４可以看出ꎬ纺丝溶液中ＰＶＡ质量分数一定时ꎬ随着角蛋白含量的增加ꎬ纤维直径变小ꎮ为了更加直观ꎬ将纤维直径的数据汇总ꎬ如表１ꎮ表１是从纤维直径正态分布图中得出的不同ＰＶＡ质量分数时ꎬ不同角蛋白与ＰＶＡ比值下的黏度及纤维直径ꎮ从表１中可以看出ꎬ当ＰＶＡ质量分数一定时ꎬ随着角蛋白∕ＰＶＡ比值的增大ꎬ纤维直径逐渐变小ꎬ这是由于角蛋白和ＰＶＡ之间形成了氢键ꎬ产生了静电作用使分子间隙变小ꎬ角蛋白含量越高二者纠缠越紧密ꎬ溶剂挥发后纤维也就越细ꎮ与此同时ꎬ由图中正态分布曲线峰的宽窄可以看出ꎬ与纯ＰＶＡ纤维直径相比ꎬ加入角蛋白后均匀度有一定程度的下降ꎬ这说明角蛋白与ＰＶＡ混合后仍具有较好的可纺性ꎬ但由于角蛋白的黏连性较差ꎬ加入角蛋白也使纺丝溶液的黏度减小ꎬ角蛋白的增加会使ＰＶＡ高分子链难以舒展所以会出现上面的情况ꎮ此外ꎬ当角蛋白与ＰＶＡ比值相同时ꎬＰＶＡ质量分数变小ꎬ黏度降低且差异较大ꎬ溶液表面张力变小ꎬ纤维直径随之变小ꎮ作为医用口罩滤芯材料ꎬ纺丝溶液质量相同时ꎬ纤维膜纤维直径越小ꎬ允许通过的空气中的微粒就越小ꎮ７７第４期程㊀玮等:羊毛角蛋白与ＰＶＡ复合纤维膜的制备及其在医用口罩滤芯中的应用㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图４㊀ＰＶＡ溶液质量分数为８％时ꎬ不同角蛋白∕ＰＶＡ比值的纤维直径正态分布Ｆｉｇ.４㊀Ｎｏｒｍａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｆｉｂｅｒｄｉａｍｅｔｅｒｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｋｅｒａｔｉｎ∕ＰＶＡｒａｔｉｏｓｗｈｅｎｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＰＶＡｓｏｌｕｔｉｏｎｉｓ８％表１㊀不同ＰＶＡ质量分数时不同角蛋白∕ＰＶＡ比值下的黏度及纤维直径Ｔａｂ.１㊀Ｖｉｓｃｏｓｉｔｙａｎｄｆｉｂｅｒｄｉａｍｅｔｅｒｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒａｔｉｏｓｏｆｋｅｒａｔｉｎ∕ＰＶＡａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｓｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｆｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ样品ＰＶＡ质量分数∕％角蛋白∕ＰＶＡ黏度∕(Ｐａ ｓ)纤维直径∕ｎｍ纤维直径标准差∕ｎｍ４１０ʒ９００.１１１５５４６.５３４５ʒ９５０.１４１７０４７.５５４３ʒ９７０.０９１６０３８.９０６３０ʒ７０２７６４８.２８６２０ʒ８０３０４４９.５８６１０ʒ９００.６１２９０７３.２０６５ʒ９５０.８３３００７２.８３６３ʒ９７０.５６３１０６１.０９８１０ʒ９０１.６０３５０９１.２３８５ʒ９５２.５３４５０５５.９３８３ʒ９７１.５９４７５６９.０２８０ʒ１００１.０１６２５５４.５４㊀㊀由表１可知ꎬ与纯ＰＶＡ溶液相比ꎬ加入角蛋白的纺丝溶液黏度增加ꎬ但随着角蛋白含量的增加ꎬ黏度没有一直增大ꎬ当加入角蛋白的量足够大时ꎬ纺丝溶液的黏度反而有所减小ꎬ这是因为角蛋白加入量较大时ꎬ携带的水对溶液有一定的稀释作用ꎮ此外ꎬ当ＰＶＡ质量分数为４％时ꎬ不同角蛋白∕ＰＶＡ比例的纺丝溶液黏度变化不大ꎬ但纤维直径仍有差异ꎬ因此当纺丝溶液中ＰＶＡ质量分数一定８７ 现代纺织技术第３１卷时ꎬ由角蛋白加入引起的黏度变化并不是影响纤维直径的决定性因素ꎮ在此基础上ꎬ又补充了角蛋白与ＰＶＡ比值为１０ʒ９０㊁２０ʒ８０㊁３０ʒ７０的纤维膜ꎬ其电镜图如图５所示ꎬ表２为ＰＶＡ的质量分数为６％时ꎬ不同角蛋白∕ＰＶＡ比值下的纤维直径ꎮ由图５㊁表２可得ꎬ随着角蛋白含量的增多ꎬ纤维直径逐渐变小ꎬ黏结变少ꎬ纤维平滑顺畅ꎮ综合看来ꎬ当纺丝溶液ＰＶＡ质量分数为６％ꎬ角蛋白与ＰＶＡ比值为３０ʒ７０时ꎬ为最佳配比ꎮ既有较好的均匀性ꎬ纤维表面光滑ꎬ无黏结ꎬ直径也比较小ꎬ在纺丝时ꎬ比质量分数为４％的更容易操作ꎬ质量分数为４％的纺丝溶液更容易出现黏结现象ꎬ且纺丝速度慢ꎮ图５㊀角蛋白与ＰＶＡ比值不同的纤维膜放大不同倍数后的电镜Ｆｉｇ.５㊀ＥｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙｉｍａｇｅｓｏｆｆｉｂｅｒｍｅｍｂｒａｎｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒａｔｉｏｓｏｆｋｅｒａｔｉｎｔｏＰＶＡ表２㊀ＰＶＡ的质量分数为６％时不同角蛋白∕ＰＶＡ比值下的纤维直径Ｔａｂ.２㊀Ｆｉｂｅｒｄｉａｍｅｔｅｒｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｋｅｒａｔｉｎ∕ＰＶＡｒａｔｉｏｓｗｈｅｎｔｈｅｍａｓｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＰＶＡｉｓ６％角蛋白∕ＰＶＡ纤维直径∕ｎｍ纤维直径标准差∕ｎｍ３０ʒ７０２７６４８.２８２０ʒ８０３０４４９.５８１０ʒ９０２９０７３.２０５ʒ９５３００７２.８３３ʒ９７３１０６１.０９２.２㊀化学结构分析图６为不同角蛋白含量的复合纤维膜的红外光谱图ꎬ从图６中可以看出ꎬ６条线中３３１５ｃｍ－１左右都有强吸收峰ꎬ主要是Ｏ Ｈ㊁Ｎ Ｈ伸缩振动产生的ꎮ２９３５ｃｍ－１左右都有强吸收峰ꎬ为Ｃ Ｈ的伸缩振动[１７]ꎮ１６５５ｃｍ－１附近均有强吸收峰ꎬ即Ｃ Ｃ或者酰胺Ｉ谱带的特征吸收峰ꎮ随着角蛋白含量的增多ꎬ３３１５ｃｍ－１附近处的吸收峰逐渐变钝ꎬ说明羟基和氨基上有一定变化ꎬ产生了氢键作用[１１ꎬ１８]ꎻ１４２６~１６５５ｃｍ－１处氨基振动峰也有所减弱ꎬ说明氢键可能对氨基有削弱作用[１９]ꎮ从红外光谱中可看出:角蛋白和ＰＶＡ在溶液中产生了氢键的相互作用ꎬ所以羊毛角蛋白与ＰＶＡ主要靠分子间的氢键结合在一起[２０]ꎮ９７ 第４期程㊀玮等:羊毛角蛋白与ＰＶＡ复合纤维膜的制备及其在医用口罩滤芯中的应用图６㊀不同角蛋白∕ＰＶＡ比值复合纤维膜红外光谱Ｆｉｇ.６㊀Ｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｆｉｂｅｒｍｅｍｂｒａｎｅｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｋｅｒａｔｉｎ∕ＰＶＡｒａｔｉｏｓ２.３㊀接触角分析纤维纳米膜的接触角反映了其亲水性的大小ꎮ从图７中可以看出ꎬ随着角蛋白含量的增加ꎬ纤维纳米膜的接触角逐渐下降ꎬ即亲水性逐渐增大ꎮ分析原因为:羊毛角蛋白中含有大量的羟基和氨基为亲水性基团ꎮ角蛋白含量越高ꎬ亲水性基团的含量增加ꎬ所以纤维纳米膜的接触角减小ꎬ亲水性增加ꎮ图７㊀不同角蛋白∕ＰＶＡ比值纤维膜的接触角Ｆｉｇ.７㊀Ｃｏｎｔａｃｔａｎｇｌｅｓｏｆｋｅｒａｔｉｎ∕ＰＶＡｆｉｂｒｏｕｓｍｅｍｂｒａｎｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒａｔｉｏｓ２.４㊀过滤性能分析将纤维膜制备在口罩上ꎬ测试其过滤效率ꎬ结果如表３ꎮ从表３中可以看出原始口罩过滤效率为６５.６１％ꎬ加上纯ＰＶＡ纺制的纤维膜ꎬ过滤效率为７９.６７％ꎬ较原始口罩提高１４.０６％ꎬ而再加入角蛋白后过滤效率较原始口罩提高１５％~３０％ꎬ其过滤阻力为５０Ｐａ左右ꎬ说明角蛋白的加入有益于过滤效率的提高ꎬ其原因是角蛋白的加入提高了纤维膜对空气中微粒的吸附ꎬ具体机理有待探索ꎮ表３㊀将纤维膜制备在口罩上的空气过滤效率Ｔａｂ.３㊀Ａｉｒｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｆｉｂｅｒｍｅｍｂｒａｎｅｐｒｅｐａｒｅｄｏｎｔｈｅｍａｓｋ样品ＰＶＡ质量分数∕％角蛋白∕ＰＶＡ空气过滤效率∕％４３０ʒ７０９５.３３％２０ʒ８０８３.０４％１０ʒ９０８１.８８％６３０ʒ７０９７.１７％２０ʒ８０８７.５８％１０ʒ９０８２.５６％８３０ʒ７０９２.５６％２０ʒ８０８９.０２％１０ʒ９０８４.８２％０ʒ１００７９.６７％㊀㊀注:口罩的空气过滤效率为６５.６１％ꎮ此外ꎬ由以上数据可以看出ＰＶＡ质量分数一定时ꎬ随着角蛋白含量的增多ꎬ过滤效率有所提升ꎮ分析原因很可能是因为ＰＶＡ￣１２４属于完全醇解型ＰＶＡꎬ醇解度和聚合度都比较大ꎬ溶解后的黏度本就很高ꎬ未加角蛋白时就可以纺出特别均匀的丝ꎮ加入角蛋白后黏度下降ꎬ共混纺丝液的泰勒锥被电场力劈裂的射流变得更细ꎬ溶剂蒸发后的纺丝也变得更细ꎮ但是角蛋白并不是所有颗粒都参与了二者的物理结合ꎬ有一部分角蛋白未与ＰＶＡ形成氢键ꎬ再加上不溶于水所以会沉聚在一起ꎬ它们会影响纤维的形状和光滑度ꎬ从电镜图就可以看出ꎬ随角蛋白量的增加ꎬ异形纤维如扁平状纤维越多ꎬ导致纤维无法排列的很紧密很有序ꎬ纤维交织后的空隙要更大ꎬ能过滤掉的粉尘数也会下降ꎮ所以角蛋白的加入并不是越多越好ꎬ本次测试结果显示ＰＶＡ溶液分数为６％时ꎬ加入角蛋白∕ＰＶＡ的比例为３０ʒ７０的纤维膜过滤０８ 现代纺织技术第３１卷性能最佳ꎮ２.５㊀透气性分析从图８中可以看出ꎬ当角蛋白与ＰＶＡ比值为１０ʒ９０时ꎬ其透气性略低于普通一次性医用口罩ꎬ随着角蛋白含量的增加ꎬ其透气性显著优于普通一次性医用口罩并逐渐增加ꎮ分析原因为:随着角蛋白含量的增加ꎬ其纤维直径下降ꎮ且由于串珠的存在ꎬ纤维间距增大㊁纤维层更加蓬松ꎬ所以角蛋白含量增加ꎬ纤维膜的透气性更好ꎮ图８㊀不同角蛋白∕ＰＶＡ比值纤维膜的透气性Ｆｉｇ.８㊀Ａｉｒｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｏｆｋｅｒａｔｉｎ∕ＰＶＡｆｉｂｅｒｍｅｍｂｒａｎｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒａｔｉｏｓ３㊀结㊀论用碱溶法溶解羊毛ꎬＮａＯＨ质量浓度为２０ｇ∕Ｌꎬ温度９５ħꎬ时间４ｈꎬ得到羊毛角蛋白粗溶液ꎬ经过过滤去除杂质ꎬ调节ｐＨ值使其沉淀ꎬ再调ｐＨ为４ ５左右ꎬ再将滤液离心ꎬ转速３０００ｒ∕ｍｉｎꎬ时间１０ｍｉｎꎬ得到较纯的羊毛角蛋白ꎬ用角蛋白与质量分数分别为４％㊁６％㊁８％的ＰＶＡ溶液分别以３ʒ９７㊁５ʒ９５㊁１０ʒ９０㊁２０ʒ８０㊁３０ʒ７０的比例混合配置纺丝溶液ꎬ用静电纺丝机纺制纤维膜ꎬ针头与接收器距离为２８ｃｍ左右ꎬ流速为１ｍＬ∕ｈꎬ电压为２２ｋＶꎬ在锡纸和口罩上制备纤维膜ꎬ测试分析后得出最佳配比是ＰＶＡ质量分数为６％ꎬ角蛋白与ＰＶＡ比值为３０ʒ７０ꎬ在此配比下ꎬ电镜中看到的纤维表面光滑无黏结ꎬ整体也比较均匀ꎬ且其过滤效率较高ꎬ为９７.１７％ꎬ比原始口罩高出３１.５６％ꎬ比纯ＰＶＡ制备的纤维膜与口罩过滤效率高１７.５０％ꎮ总之ꎬ角蛋白∕ＰＶＡ纤维膜对医用口罩过滤效率有明显的提高效果ꎬ作为滤芯加入医用口罩可以提高医用口罩过滤效率ꎬ且还具有技术设备简单㊁工艺成熟㊁可重复性强㊁材料来源广泛㊁原料易得等优点ꎬ可行性较高ꎮ参考文献:[１]ＤＥＮＴＩＣＯＮ.Ｅｄｉｔｏｒｉａｌ:Ｔｈｅｖｉｔａｌｐｅｄａｇｏｇｙｏｆｔｈｅｎｅｗｃｏｒｏｎａｖｉｒｕｓ[Ｊ].Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔꎬ２０２０ꎬ６３(２):１４５￣１４９.[２]陈凤翔ꎬ翟丽莎ꎬ刘可帅ꎬ等.防护口罩研究进展及其发展趋势[Ｊ].西安工程大学学报ꎬ２０２０ꎬ３４(２):１￣１２.ＣＨＥＮＦｅｎｇｘｉａｎｇꎬＺＨＡＩＬｉｓｈａꎬＬＩＵＫｅｓｈｕａｉꎬｅｔａｌ.Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓａｎｄｉｔｓｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｔｒｅｎｄｏｆｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｍａｓｋｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＸｉᶄａｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ.２０２０ꎬ３４(２):１￣１２.[３]ＢＯＲＯＪＥＮＩＩＡꎬＧＡＪＥＷＳＫＩＧꎬＲＩＡＨＩＲＡ.Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｅｌｅｃｔｒｏｓｐｕｎｎｏｎｗｏｖｅｎｆｉｂｅｒｓｉｎａｉｒｆｉｌｔｅｒｓ[Ｊ].Ｆｉｂｅｒｓꎬ２０２２ꎬ１０(２):１５.[４]苏芳芳ꎬ经渊ꎬ宋立新ꎬ等.我国静电纺丝领域研究现状及其热点:基于ＣＮＫＩ数据库的可视化文献计量分析[Ｊ∕ＯＬ].东华大学学报(自然科学版).２０２３:１￣１１[２０２３￣０２￣１７].ｈｔｔｐｓ:∕∕ｄｏｉ.ｏｒｇ∕１０.１９８８６∕ｊ.ｃｎｋｉ.ｄｈｄｚ.２０２２.０３４７.ＳＵＦａｎｇｆａｎｇꎬＪＩＮＧＹｕａｎꎬＳＯＮＧＬｉｘｉｎꎬｅｔａｌ.ＰｒｅｓｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎａｎｄｈｏｔｓｐｏｔｏｆｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇｉｎＣｈｉｎａ:ＶｉｓｕａｌｂｉｂｌｉｏｍｅｔｒｉｃａｎａｌｙｓｉｓｂａｓｅｄｏｎＣＮＫＩｄａｔａｂａｓｅ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＤｏｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ(ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ).２０２３:１￣１１[２０２３￣０２￣１７].ｈｔｔｐｓ:∕∕ｄｏｉ.ｏｒｇ∕１０.１９８８６∕ｊ.ｃｎｋｉ.ｄｈｄｚ.２０２２.０３４７.[５]李莘ꎬ徐阳ꎬ王爱民ꎬ等.熔体静电纺ＰＥＴ复合过滤材料的制备及性能研究[Ｊ].工程塑料应用ꎬ２０１３ꎬ４１(１２):８￣１１.ＬＩＳｈｅｎꎬＸＵＹａｎｇꎬＷＡＮＧＡｉｍｉｎꎬｅｔａｌ.ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＰＥＴｍｅｌｔｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇｃｏｍｐｏｓｉｔｅｆｉｌｔｅｒｍａｔｅｒｉａｌ[Ｊ].ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＰｌａｓｔｉｃｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎꎬ２０１３ꎬ４１(１２):８￣１１.[６]李曼ꎬ凤权ꎬ武丁胜ꎬ等.ＰＡＮ￣ＰＶＰ纳米纤维∕水刺粘胶非织造复合材料的制备及其性能研究[Ｊ].化工新型材料ꎬ２０２０ꎬ４８(８):１３７￣１４０.ＬＩＭａｎꎬＦＥＮＧＱｕａｎꎬＷＵＤｉｎｇｓｈｅｎｇꎬｅｔａｌ.ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆＰＡＮ￣ＰＶＰｎａｎｏｆｉｂｅｒ∕ｖｉｓｃｏｓｅｓｐｕｎｌａｃｅｎｏｎｗｏｖｅｎｃｏｍｐｏｓｉｔｅ[Ｊ].ＮｅｗＣｈｅｍｉｃａｌＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０２０ꎬ４８(８):１３７￣１４０.[７]宋岩ꎬ熊健ꎬ张弘楠ꎬ等.空气过滤用复合纳米纤维膜的制备及其性能[Ｊ].东华大学学报(自然科学版)ꎬ２０２０ꎬ４６(４):５１１￣５２０.１８ 第４期程㊀玮等:羊毛角蛋白与ＰＶＡ复合纤维膜的制备及其在医用口罩滤芯中的应用ＳＯＮＧＹａｎꎬＸＩＯＮＧＪｉａｎꎬＺＨＡＮＧＨｏｎｇｎａｎꎬｅｔａｌ.Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｎａｎｏｆｉｂｅｒｍｅｍｂｒａｎｅｓｆｏｒａｉｒｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＤｏｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ(ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ)ꎬ２０２０ꎬ４６(４):５１１￣５２０. [８]ＣＨＩＬＡＫＡＭＡＲＲＹＣＲꎬＭＡＨＭＯＯＤＳꎬＳＡＦＦＥＳＮＢＭꎬｅｔａｌ.Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｋｅｒａｔｉｎｆｒｏｍｎａｔｕｒａｌｒｅｓｏｕｒｃｅｓ:Ａｒｅｖｉｅｗ[Ｊ].３Ｂｉｏｔｅｃｈꎬ２０２１ꎬ１１(５):２２０. [９]ＲＡＮＪＩＴＥꎬＨＡＭＬＥＴＳꎬＧＥＯＲＧＥＲꎬｅｔａｌ.Ｂｉｏｆｕｎｃｔｉｏｎａｌａｐｐｒｏａｃｈｅｓｏｆｗｏｏｌ￣ｂａｓｅｄｋｅｒａｔｉｎｆｏｒｔｉｓｓｕｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｃｅ:ＡｄｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＤｅｖｉｃｅｓꎬ２０２２ꎬ７(１):１００３９８.[１０]ＦＵＬＬＡＮＡＭＪꎬＷＮＥＫＧＥ.Ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｕｎｃｏｌｌａｇｅｎａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅｍｅｄｉｃｉｎｅ[Ｊ].ＤｒｕｇＤｅｌｉｖｅｒｙａｎｄＴｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２０１２ꎬ２(５):３１３￣３２２. [１１]曾春慧ꎬ马悦ꎬ陈子成ꎬ等.羊毛角蛋白的提取及其捕获甲醛性能研究[Ｊ].中国皮革ꎬ２０１７ꎬ４６(４):３５￣４０ꎬ４８.ＺＥＮＧＣｈｕｎｈｕｉꎬＭＡＹｕｅꎬＣＨＥＮＺｉｃｈｅｎｇꎬｅｔａｌ.Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｏｆｗｏｏｌｋｅｒａｔｉｎａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｃａｐｔｕｒｉｎｇｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ[Ｊ].ＣｈｉｎａＬｅａｔｈｅｒꎬ２０１７ꎬ４６(４):３５￣４０ꎬ４８[１２]ＣＨＡＩＴＡＮＹＡＲＣꎬＫＨＩＬＪＩＩＡꎬＧＵＰＴＡＡꎬｅｔａｌ.Ｖａｌｏｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｋｅｒａｔｉｎｗａｓｔｅｂｉｏｍａｓｓａｎｄｉｔｓｐｏｔｅｎｔｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＷａｔｅｒＰｒｏｃｅｓｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０２１ꎬ４０:１０１７０７.[１３]ＫＯＮＯＰＭꎬＲＹＢＫＡＭꎬＤＲＡＰＡŁＡＡ.Ｋｅｒａｔｉｎｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓｉｎｓｋｉｎｗｏｕｎｄｈｅａｌｉｎｇꎬａｎｏｌｄｐｌａｙｅｒｉｎｍｏｄｅｒｎｍｅｄｉｃｉｎｅ:Ａｍｉｎｉｒｅｖｉｅｗ[Ｊ].Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃｓꎬ２０２１ꎬ１３(１２):２０２９.[１４]ＩＳＬＡＭＭＴꎬＬＡＩＮＧＲＭꎬＷＩＬＳＯＮＣＡꎬｅｔａｌ.Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆ３￣ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｅｌｅｃｔｒｏｓｐｕｎｐｏｌｙ(ｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ)∕ｋｅｒａｔｉｎ∕ｃｈｉｔｏｓａｎｎａｎｏｆｉｂｒｏｕｓｓｃａｆｆｏｌｄ[Ｊ].ＣａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅＰｏｌｙｍｅｒｓꎬ２０２２ꎬ２７５:１１８６８２.[１５]ＷＵＭꎬＳＨＥＮＳＭꎬＹＡＮＧＸＨꎬｅｔａｌ.Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｋｅｒａｔｉｎ∕ｐｖａｍｅｍｂｒａｎｅｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｗｏｏｌｆｉｂｅｒｓ[Ｊ].ＩＯＰＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅＳｅｒｉｅｓ:ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１７ꎬ２５４:０４２０３０.[１６]ＰＡＮＹＪꎬＬＩＰＦꎬＬＩＡＮＧＦＢꎬｅｔａｌ.Ａｎａｎｏ￣ｓｉｌｖｅｒｌｏａｄｅｄＰＶＡ∕ｋｅｒａｔｉｎｈｙｄｒｏｇｅｌｗｉｔｈｓｔｒｏｎｇｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｐｒｏｖｉｄｅｓｅｘｃｅｌｌｅｎｔａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｅｆｆｅｃｔｆｏｒｄｅｌａｙｅｄｓｔｅｒｎａｌｃｌｏｓｕｒｅ[Ｊ].ＦｒｏｎｔｉｅｒｓｉｎＢｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０２１ꎬ９:７３３９８０.[１７]潘军强ꎬ姚金波ꎬ贾书刚.羊毛角蛋白∕ＰＶＡ共混薄膜的性能分析[Ｊ].毛纺科技ꎬ２０１５ꎬ４３(３):２５￣２８.ＰＡＮＪｕｎｑｉａｎｇꎬＹＡＯＪｉｎｂｏꎬＪＩＡＳｈｕｇａｎｇ.Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｗｏｏｌｋｅｒａｔｉｎ∕ＰＶＡｂｌｅｎｄｆｉｌｍ[Ｊ].ＷｏｏｌＴｅｘｔｉｌｅＪｏｕｒｎａｌꎬ２０１５ꎬ４３(３):２５￣２８.[１８]ＫＩＭＤꎬＫＷＯＮＨꎬＳＥＯＪ.Ｅｖｏｈｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｆｉｌｍｓｗｉｔｈｅｎｈａｎｃｅｄｂａｒｒｉｅｒｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｕｎｄｅｒｈｉｇｈｈｕｍｉｄｉｔｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ[Ｊ].ＰｏｌｙｍｅｒＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓꎬ２０１４ꎬ３５(４):６４４￣６５４.[１９]程燕婷ꎬ孟家光ꎬ苟喆.羊毛角蛋白￣聚乙烯醇再生纤维的结构性能表征[Ｊ].合成纤维ꎬ２０１６ꎬ４５(８):１０￣１３.ＣＨＥＮＧＹａｎｔｉｎｇꎬＭＥＮＧＪｉａｇｕａｎｇꎬＧＯＵＺｈｅ.Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｗｏｏｌｋｅｒａｔｉｎ￣ＰＶＡｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄｆｉｂｅｒｓ[Ｊ].ＳｙｎｔｈｅｔｉｃＦｉｂｅｒｉｎＣｈｉｎａꎬ２０１６ꎬ４５(８):１０￣１３.[２０]朱逸军ꎬ刘子同ꎬ袁久刚ꎬ等.以巯基乙酸胆碱为共溶剂的角蛋白∕ＰＶＡ复合膜的一浴法制备及性能[Ｊ].材料导报ꎬ２０２０ꎬ３４(１４):１４１８７￣１４１９０.ＺＨＵＹｉｊｕｎꎬＬＩＵＺｉｔｏｎｇꎬＹＵＡＮＪｉｕｇａｎｇꎬｅｔａｌ.Ｏｎｅ￣ｐｏｔｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｗｏｏｌｋｅｒａｔｉｎ∕ＰＶＡｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｅｍｂｒａｎｅｓｗｉｔｈｃｈｏｌｉｎｅ￣ｔｈｉｏｇｌｙｃｏｌａｔｅａｓｃｏ￣ｓｏｌｖｅｎｔ[Ｊ].ＭａｔｅｒｉａｌｓＲｅｐｏｒｔｓꎬ２０２０ꎬ３４(１４):１４１８７￣１４１９０.２８ 现代纺织技术第３１卷Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｗｏｏｌｋｅｒａｔｉｎａｎｄｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌｃｏｍｐｏｓｉｔｅｆｉｂｅｒｍｅｍｂｒａｎｅａｎｄｔｈｅｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｓｓｕｒｇｉｃａｌ￣ｍａｓｋｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｍａｔｅｒｉａｌｓＣＨＥＮＧＷｅｉꎬＺＨＡＮＧＪｉｎｇꎬＸＵＣｈｅｎｇｓｈｕꎬＲＥＮＹａｎ(ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＴｅｘｔｉｌｅＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＸｉ'ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＸｉ'ａｎ７１００４８ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ａｉｒｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｅｌｅｍｅｎｔｏｆｈｕｍａｎｌｉｖｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄａｉｒｑｕａｌｉｔｙｈａｓｄｒａｗｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎ.ＷｈｉｌｅＣｈｉｎａ'ｓｉｎｄｕｓｔｒｙｉｓｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｒａｐｉｄｌｙ ａｉｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｓａｒｅａｌｓｏｉｎｔｅｎｓｉｆｙｉｎｇ.Ｔｉｎｙｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｎｔｈｅａｉｒｈａｖｅａｇｒｅａｔｉｍｐａｃｔｏｎｈｕｍａｎｈｅａｌｔｈ ａｎｄｗｅａｒｉｎｇａｍａｓｋｉｓａｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｓｏｌｕｔｉｏｎ.Ｔｈｅａｉｒｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｍａｔｅｒｉａｌｉｎｔｈｅｍａｓｋｃａｎｆｉｌｔｅｒｍｏｓｔｈａｒｍｆｕｌｓｕｂｓｔａｎｃｅｓｉｎｔｈｅａｉｒ.Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ ｃｏｍｍｏｎａｉｒｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｍａｔｅｒｉａｌｓａｒｅｍａｉｎｌｙｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｕｌｔｒａｆｉｎｅｇｌａｓｓｆｉｂｅｒｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｍｅｌｔｂｌｏｗｎｅｌｅｃｔｒｅｔｎｏｎｗｏｖｅｎｍａｔｅｒｉａｌｓ.Ｔｈｅｇｌａｓｓｆｉｂｅｒｉｓｂｒｉｔｔｌｅｎｅｓｓａｎｄｅａｓｙｆａｌｌｉｎｇｏｆｆａｎｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｒｅｓｔｒｉｃｔｉｔｓｗｉｄｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ.Ｔｈｅｍｅｌｔｂｌｏｗｎｅｌｅｃｔｒｅｔｎｏｎｗｏｖｅｎｍａｔｅｒｉａｌｉｓｇｒｅａｔｌｙａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｗｈｉｃｈｍａｋｅｓｉｔｓｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｕｎｓｔａｂｌｅ.Ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｕｎｎａｎｏｆｉｂｅｒｍｅｍｂｒａｎｅｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅｆｉｂｅｒｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｎｄｄｉａｍｅｔｅｒ ｌａｒｇｅｓｐｅｃｉｆｉｃｓｕｒｆａｃｅａｒｅａ ｈｉｇｈｐｏｒｏｓｉｔｙａｎｄｎａｒｒｏｗｐｏｒｅｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ.ＴｈｅｓｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｅｌｅｃｔｒｏｓｐｕｎｎａｎｏｆｉｂｅｒｓｐｏｓｓｅｓｓｅｘｃｅｌｌｅｎｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎＰＭ２.５ｐａｒｔｉｃｌｅｓｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ.Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ Ｃｈｉｎａｉｓｒｉｃｈｉｎｗｏｏｌｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄａｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｗａｓｔｅｗｏｏｌｉｓｐｒｏｄｕｃｅｄｅｖｅｒｙｙｅａｒ.Ｔｈｅｍａｉｎｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔｏｆｗｏｏｌｉｓｋｅｒａｔｉｎ ｗｈｉｃｈｈａｓｅｘｃｅｌｌｅｎｔｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｉｌｉｔｙ ｈｉｇｈｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙａｎｄｇｏｏｄｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ.Ａｄｄｉｎｇｋｅｒａｔｉｎｔｏｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｓｐｕｎｎａｎｏｆｉｂｅｒｍｅｍｂｒａｎｅｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｆｉｂｅｒｏｕｓｍｅｍｂｒａｎｅｓ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄｍａｋｅｇｏｏｄｕｓｅｏｆｗａｓｔｅｗｏｏｌｒｅｓｏｕｒｃｅｓ.Ｉｎｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｓｔｕｄｙ ｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｆｉｂｅｒｏｕｓｍｅｍｂｒａｎｅｓｃｏｎｓｉｓｔｅｄｏｆｗｏｏｌｋｅｒａｔｉｎａｎｄｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ ＰＶＡａｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅｆｉｌｔｅｒｅｌｅｍｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌｏｆｍｅｄｉｃａｌｍａｓｋｓ.Ｆｉｒｓｔｋｅｒａｔｉｎｉｓｅｘｔｒａｃｔｅｄｆｒｏｍｗｏｏｌｆｉｂｅｒｓｂｙａｃｉｄ￣ｂａｓｅｍｅｔｈｏｄ ａｎｄｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅｄｔｏｏｂｔａｉｎｋｅｒａｔｉｎｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓ.ＫｅｒａｔｉｎｉｓｔｈｅｎａｄｄｅｄｔｏｔｈｅｐｒｅｐａｒｅｄＰＶＡｓｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｍｉｘｅｄｗｅｌｌ.Ｔｈｅｍｉｘｅｄｓｏｌｕｔｉｏｎｉｓｐｒｅｐａｒｅｄｉｎｔｏｋｅｒａｔｉｎ∕ＰＶＡｎａｎｏｆｉｂｅｒｍｅｍｂｒａｎｅｓｂｙｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ.ＴｈｅｒｅａｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｆＫｅｒａｔｉｎａｎｄＰＶＡ.Ｂｏｔｈｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｆｉｂｅｒｏｕｓｍｅｍｂｒａｎｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ Ｆｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ｄｕｓｔｆｉｌｔｒａｔｉｏｎａｎｄｏｔｈｅｒｔｅｓｔｓ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｆｉｂｅｒｏｕｓｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｗｈｅｎｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｋｅｒａｔｉｎｉｓｃｏｎｓｔａｎｔ ｔｈｅｄｉａｍｅｔｅｒｏｆｔｈｅｐｒｅｐａｒｅｄｆｉｂｅｒｉｓｉｎｃｒｅａｓｅｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎｏｆＰＶＡｓｏｌｕｔｉｏｎ.ＷｈｅｎｔｈｅｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎｏｆＰＶＡｓｏｌｕｔｉｏｎｉｓｃｏｎｓｔａｎｔ ｔｈｅｈｉｇｈｅｒｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｋｅｒａｔｉｎ ｔｈｅｓｍａｌｌｅｒｔｈｅｄｉａｍｅｔｅｒｏｆｔｈｅｐｒｅｐａｒｅｄｎａｎｏｆｉｂｅｒ.ＩｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙｔｅｓｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｗｏｏｌｋｅｒａｔｉｎａｎｄＰＶＡａｒｅｓｔａｂｌｙｃｏｍｂｉｎｅｄｂｙｈｙｄｒｏｇｅｎｂｏｎｄｓ.Ｃｏｎｔａｃｔａｎｇｌｅｔｅｓｔｓｈｏｗｓｔｈａｔａｄｄｉｎｇｋｅｒａｔｉｎｃａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃｉｔｙｏｆｆｉｌｔｅｒｅｌｅｍｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌ.ＴｈｅａｉｒｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｔｅｓｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｗｈｅｎｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＰＶＡｓｏｌｕｔｉｏｎｉｓ６％ａｎｄｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｋｅｒａｔｉｎｔｏＰＶＡｉｓ３０ ７０ ｔｈｅｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔ ｒｅａｃｈｉｎｇｔｏ９７.１７％.Ｔｈｉｓｆｉｂｅｒｍｅｍｂｒａｎｅｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇｈａｓｇｏｏｄｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ.Ｋｅｒａｔｉｎｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｅｘｃｅｌｌｅｎｔｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｉｌｉｔｙ ｈｉｇｈｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙａｎｄｇｏｏｄｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ.Ｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆｋｅｒａｔｉｎ∕ＰＶＡｎａｎｏｆｉｂｅｒｍｅｍｂｒａｎｅｉｓｃｏｎｄｕｃｉｖｅｔｏｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｍｅｄｉｃａｌｍａｓｋｓ.Ｋｅｒａｔｉｎ∕ＰＶＡｎａｎｏｆｉｂｅｒｍｅｍｂｒａｎｅｈａｓｂｒｏａｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｓｉｎａｉｒｆｉｌｔｅｒｍａｔｅｒｉａｌｓ.Ｈｏｗｅｖｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇｆｉｂｅｒｍｅｍｂｒａｎｅｓｔｉｌｌｈａｓｐｒｏｂｌｅｍｓｓｕｃｈａｓｌｏｎｇｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｔｉｍｅａｎｄｌｏｗｙｉｅｌｄａｔｐｒｅｓｅｎｔ.Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ｉｎｆｕｔｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈ ｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｓｈｏｕｌｄｂｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｔｏｍａｋｅｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇｆｉｂｅｒｍｅｍｂｒａｎｅｏｕｔｐｕｔｓｔｅａｄｙａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ.Ａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆｆｉｂｅｒｍｅｍｂｒａｎｅｓｈｏｕｌｄｂｅｅｘｐｌｏｒｅｄｔｏｆｕｒｔｈｅｒｅｘｐａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｆｉｅｌｄｏｆｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇｆｉｂｅｒｍｅｍｂｒａｎｅ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｗｏｏｌｋｅｒａｔｉｎ ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇ ｎａｎｏｆｉｂｅｒｍｅｍｂｒａｎｅ ｍａｓｋｓ３８ 第４期程㊀玮等:羊毛角蛋白与ＰＶＡ复合纤维膜的制备及其在医用口罩滤芯中的应用。
静电纺丝技术制备聚合物纳米纤维膜的研究
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。
基于静电纺丝法制备PVA复合纤维膜的方法及应用实例
一种羟基磷灰石/PVA
王华林;张鹏;李
CN2012103
Ca(NO3)250 份，NH4H2PO4？0.8-1 份，
纤维材料及其制备方
亚楠;马行空;翟
30831.6
蒸馏水 350-400 份，将其配成均匀透明的纺
法
林峰
丝液，在电压 10-20KV、极距 10-20cm 和
室温下静电纺丝，制备羟基磷灰石/PVA 纤
PVA/MWNTs-OH 导
93191.8
聂华丽 的纳米纤维毡；将上述不透明的纳米纤维毡
电复合膜的制备方法
于水溶液中，溶胀吸水 5-30s，真空干燥，
即得。本发明的操作简便、反应条件温和，
所使用的原材料廉价易得，无毒无污染，对
环境和实验人员友好；所得到的透明薄膜， 表面平整光滑，形态规整，电导率可控等优
距 8-12cm 和室温下下纺丝，制备所述
PVA/SPI/氧化锆有机无机杂化纤维。
一种静电纺荧光 PVA CN2014107
纳米纤维膜及其制备 02118.9
方法
赵兵
本发明公开了一种静电纺荧光 PVA 纳米纤 维膜及其制备方法，采用高温热分解法合成 六方相的上转换发光纳米颗粒 UCNPs，然
后使用四氟硼酸亚硝鎓 NOBF4 处理 UCNPs，取代其表面的油酸分子，最后与亲 水性超支化聚合物反应，得到水溶性上转换 纳米颗粒。随后将水溶性上转换纳米颗粒添 加到聚乙烯醇 PVA 纺丝原液中，超声混合 均匀，通过静电纺丝法制备得到静电纺荧光 PVA 纳米纤维膜。本发明采用的水溶性上转 换纳米颗粒具有优异的荧光性能，水溶性 好，与 PVA 水溶液相容性好，在荧光防伪
搅拌反应，透析、冷冻干燥，得到 PEI-T； (2)将 PVA 水溶液和上述 PEI-T，混合，得 聚乙烯醇 PVA/PEI-T 溶液，静电纺丝，戊二
一种复合静电纺丝纳米纤维膜及其制备方法和应用
一种复合静电纺丝纳米纤维膜及其制备方法和应用摘要：静电纺丝技术是一种制备纳米纤维的重要方法，纳米纤维膜具有独特的微观结构和优异的性能，在生物、医药、环保等领域具有广阔的应用前景。
本文介绍了一种复合静电纺丝纳米纤维膜的制备方法及其在生物医药领域的应用。
该方法采用了多组分共混纺丝的工艺，制备出具有优异性能的复合纳米纤维膜，为生物医药领域的应用提供了新的材料选择。
关键词：静电纺丝；纳米纤维膜；制备方法；生物医药；应用一、引言静电纺丝是一种通过静电力将聚合物或溶液纺丝成纤维的技术，其制备的纤维直径在纳米尺度，因此得名纳米纤维。
静电纺丝纳米纤维膜具有较大的比表面积、高孔隙率和独特的微观结构，其具有优异的力学性能、光学性能和吸附性能，因此在生物医药、环保、新能源等领域有着广泛的应用。
二、复合静电纺丝纳米纤维膜的制备方法1. 原料准备：选择适合的聚合物溶液和添加剂，根据所需的纤维性能进行配比。
2. 纺丝过程：将聚合物溶液注入电纺丝装置中，通过高压静电场将溶液纺丝成纳米纤维。
3. 复合成膜：将纺丝得到的纳米纤维膜与其他功能材料进行复合，如生物活性物质、增强材料等。
4. 后处理：对复合纳米纤维膜进行适当的后处理，如热处理、拉伸等，以提高其性能。
三、复合静电纺丝纳米纤维膜的应用1. 生物医药领域：复合静电纺丝纳米纤维膜可用于制备药物控释载体、组织工程支架和生物传感器等，具有良好的生物相容性和可控释放性。
2. 医用敷料：复合纳米纤维膜具有较大的比表面积和良好的吸附性能，可用于制备高效抗菌、促进创面愈合的医用敷料。
3. 环保领域：复合静电纺丝纳米纤维膜可制备高效过滤材料和油水分离材料，用于水处理和大气污染控制。
4. 功能材料：复合纳米纤维膜还可用于制备光学薄膜、柔性电子材料等，拓展了其在新能源领域的应用。
四、结论本文介绍了一种复合静电纺丝纳米纤维膜的制备方法及其在生物医药领域的应用。
该技术制备的复合纳米纤维膜具有优异的性能，为生物医药领域提供了新的材料选择，对于推动生物医药领域的发展具有重要意义。
一种复合静电纺丝纳米纤维膜及其制备方法和应用
复合静电纺丝纳米纤维膜及其制备方法和应用1. 引言1.1 概述复合静电纺丝纳米纤维膜是一种由静电纺丝技术制备而成的具有高表面积和多孔结构的纳米薄膜。
该种薄膜材料具有卓越的物理、化学和生物性能，因此在过滤材料、传感器、生物医学以及能源领域等各个方面都展现出巨大应用潜力。
本文将详细介绍复合静电纺丝纳米纤维膜的制备方法和其在不同领域中的应用研究进展。
1.2 文章结构本文共分为五个部分来介绍复合静电纺丝纳米纤维膜及其相关内容。
引言部分首先对文章进行概述，并给出了本文的结构安排。
接下来，我们将介绍复合静电纺丝纳米纤维膜的制备方法，包括静电纺丝技术简介、制备步骤以及关键参数控制与优化方法等方面内容。
然后，我们将对复合静电纺丝纳米纤维膜的性能进行分析，包括结构表征与形貌观察、物理力学性质测试与分析，以及热稳定性与化学性能评估等方面。
之后，我们将详细介绍该材料在过滤材料领域、纳米传感器及生物医学应用领域以及能量存储与转换应用领域的研究进展。
最后，在结论与展望部分中，我们对本文所阐述的主要内容进行总结，并评价已取得的成就，并提出了一些建议供未来进一步开展研究。
1.3 目的本文的目的是全面系统地介绍复合静电纺丝纳米纤维膜的制备方法和其在不同领域中的应用研究进展。
通过深入分析其结构特征、性能表现以及应用前景，旨在推动该材料在过滤、传感、生物医学和能源等方面的应用发展，同时为进一步研究提供有益指导和建议。
2. 复合静电纺丝纳米纤维膜的制备方法2.1 静电纺丝技术简介静电纺丝技术是一种常用的制备纳米纤维的方法。
通过利用高电压使聚合物或溶液在电场作用下被拉伸并形成连续的纤维，最后将纤维固定在基底上形成薄膜结构。
其优点包括简单、高效和可控性强。
2.2 复合静电纺丝纳米纤维膜制备步骤复合静电纺丝纳米纤维膜的制备步骤主要包括以下几个阶段：第一步：材料准备首先，需要准备好所需的材料，包括聚合物或溶液、溶剂以及辅助添加剂（如果有）。
静电纺丝制备MWNTs／PVA／PEo复合超细纤维
选用质 量分 数 ７ 的 Ｐ Ａ水溶 液和质 量分数 ％ Ｖ ２ 的 Ｐ Ｏ 水 溶 液 按 体 积 比 ７ ：３混 合 ， 到 ％ Ｅ 得 Ｐ Ａ Ｐ Ｏ 聚 合 物 基 体 水 溶 液 。将 表 面 活 性 剂 Ｖ ／Ｅ Ｓ Ｓ修 饰 的 ＭＷＮ ｓ溶 液 加 入 到 上 述 Ｐ Ａ Ｐ Ｏ Ｄ Ｔ Ｖ ／Ｅ
关键词 ： 多壁碳纳米管 静 电纺丝 聚乙烯醇
聚氧化乙烯
表面修饰
中 图分 类 号 ： Ｑ４ ．９ Ｔ ３２４
文献识别码 ： Ａ
文 章 编 号 ： ０ １０４ （０００ ．０４ ０ １０ ．０ １２１）４ ０２—４
静 电纺丝 技术是 一种制 备纳 米及亚 微米级 纤 维 的简单 而 高 效 的方 法… 。 目前 已有 几 十 种 合
研 究 与 开 发
ＣＡＹ Ｅ 业０Ｉ 合 Ｎ ＦＲ３） Ｈ 纤ＨＣ，０３： Ｉ Ｓ 工 Ｉ Ｄ ２ Ｎ 维 Ｂ，ＵＹ 成 Ｔ ２Ｎ ４ 兀 Ｅ （ １４
静 电纺 丝 制 备 ＭＷＮ ｓＰ Ａ Ｐ ｏ 复 合 超 细 纤 维 Ｔ／ Ｖ ／ Ｅ
马彦龙 王 帅 卫英慧 郭有 军 张凯丽
００ ２ ） ３０ ４
匀后 室 温下 超 声 波 处理 １０ｍｎ 得 到 Ｐ Ａ 表 面 ２ ｉ， Ｖ
修饰 的 Ｍ Ｔ 悬 浮液 。 ＷＮ Nhomakorabeaｓ １３ 静 电纺丝 ．
１ ３ １ 纺 丝 溶 液 的 配 制 ．．
其在 复合 材料 中很难 分散 ¨ 。为此 ， 者首 先 卜 作
将 ＭＷＮ ｓ Ｔ 进行 纯 化 ， 采 用 不 同 的 表 面 活 性 剂 并
或 聚 合 物 对 其 进 行 表 面 修 饰 ， 后 再 添 加 到 然
PPV_PVA复合纳米纤维的制备
PPV/PVA复合纳米纤维的制备*张 文1,黄宗浩1,汪 成1,闫尔云1,孙海珠1,陈 莉1,李永舫2,杨春和2 (1.东北师范大学化学学院,吉林长春130024;2.中国科学院化学所有机固体重点实验室,北京100101)摘 要: 用静电纺丝法制备电子聚合物聚对苯乙炔(PPV)与非共轭聚合物聚乙烯醇(PVA)的复合纳米纤维。
对复合纳米纤维的发光性质和形态进行了表征。
与PPV薄膜相比,复合纳米纤维的发射光谱在PPV 含量较高时(如1 1(质量比)时)变化不明显;而含量较低时(如1 4(质量比)时)有明显的蓝移现象;当PPV的含量非常低时(如1 99(质量比)时),光谱的蓝移值趋于确定。
关键词: 电子聚合物;聚对苯乙炔(PPV)/聚乙烯醇(PVA)纳米纤维;静电纺丝;复合材料中图分类号: TG171文献标识码:A 文章编号:1001 9731(2006)04 0567 031 引 言静电纺丝(electr ospinning)是上世纪30年代发现的制备高分子超细纤维的方法[1,2]。
近年来,Reneker 等人对静电纺丝工艺及应用作了较深入的研究,已制得20多种聚合物纤维并部分实现产业化[3]。
2002年,M acDiarm id等人报道了采用静电纺丝法制备出的电子聚合物聚苯胺纳米电纺纤维[4]。
当前,静电纺丝作为一种简单而通用的制备纳米纤维的方法,已引起了越来越多的关注。
聚对苯乙炔[po ly(phenylene v inylene),PPV]具有优良的发光[5]、光伏转换[6]、光学非线性[7]及掺杂导电[8]等功能特性,同时具有常温下空气中稳定、制备工艺简单、成本低廉并易提纯和前聚物易溶、易加工等优点,是一种具有光电多功能特性的代表性电子聚合物;但PPV本身不溶于常见的溶剂,因此需在前聚物时加工成型。
聚乙烯醇[poly(viny l alcohol) PV A]具有良好的化学和热稳定性[9],并能与不同的溶剂形成物理凝胶,适于独立或作为基础材料与其它材料共混加工成型。
静电纺制备PVDF纳米纤维膜的应用
静电纺制备PVDF纳米纤维膜的应用静电纺制备PVDF纳米纤维膜的制备方法静电纺法是一种将高分子液体或熔体通过电场拉伸成纤维的方法。
在静电纺制备PVDF 纳米纤维膜中，首先需要制备PVDF溶液，将PVDF溶解在合适的溶剂中，形成均匀的高分子溶液。
接着，将PVDF溶液加入注射泵中，通过高压将溶液喷出，在喷出的施加高压静电场，使得溶液中的高分子在电场作用下被拉伸成纳米级的纤维，最终形成纳米纤维膜。
为了得到特定形状和性能的纳米纤维膜，还可以通过控制静电场的强度、喷嘴到收集器的距离、溶液的流速等来进行调控。
静电纺制备的PVDF纳米纤维膜的应用1. 膜分离静电纺制备的PVDF纳米纤维膜具有较小的纤维直径和高比表面积，因此在膜分离领域有着广泛的应用。
PVDF纳米纤维膜可以作为微滤膜用于固体颗粒和细菌的分离，如在饮用水净化、废水处理等方面具有重要的应用价值。
由于PVDF纳米纤维膜具有较好的亲水性和疏水性，还可以通过改性使其具备特定的分离性能，如超滤、纳滤等，从而可以满足不同颗粒的分离要求。
2. 环境保护PVDF纳米纤维膜可以制备成薄膜型的滤料，用于过滤空气中的微粒、颗粒物和有害气体，起到净化空气的作用。
PVDF纳米纤维膜还可以制备成膜的形式，用于制备高效的油水分离膜和气体分离膜，解决工业生产和环境保护中的问题。
3. 医学领域PVDF纳米纤维膜因其与生物体的良好相容性和特殊的孔隙结构，被广泛应用于医学领域。
可以用于制备医用敷料、口罩、手术面罩等医用材料，具有良好的抗菌性和透气性。
PVDF纳米纤维膜还可以作为药物缓释载体，通过调控纤维的孔隙结构和表面性质，控制药物的释放速率和方式。
4. 生物领域PVDF纳米纤维膜还可以作为细胞培养载体用于生物医学研究。
其高比表面积和良好的孔隙结构使得细胞可以充分附着和生长，为生物医学研究提供了良好的平台。
PVDF纳米纤维膜的柔软性和可调控性也使得其在组织工程和修复方面具有重要的应用潜力。
静电纺丝法制备PVP_PVDF复合微_纳米纤维
1. 3
PVP/ PVDF 微纳米纤维的制备
选用较高浓度的溶 液进行纺 丝 : 选择总 浓度 20% ( w t) 不 2, 6 4, 5 5, 3 7, 1
变的纺丝液 , PV P: PV DF 分 别为 8
9, 溶解于 DM Ac 中 , 室温搅 拌 24h 至溶 解成均 一溶 液。将制 得的溶液加到静电 纺丝 装置 中 , 调 节电 压及喷 丝头 到接 收板 之间的距离 , 可得到直 径约 为 300~ 700nm 的 PV P/ PV DF 复 合微 / 纳米纤 维。
- 1
图2
PV P
P VDF 为 6
4 时所得纤维的
红外光谱图 ( 镜面全反射 ) 曲线在 1403 9, 1190 5, 1075 4 和 882 1cm 处出现的是
[ 3]
Siddh esw aran R . , San kar R . , Babu M . R. Preparati on and charat erizat ion of ZnO n anof ibers by elect rospinnin g[ J] . Cryst . res. T echnol. , 2006, 41: 446 - 449.
- 1
。
4 时 , 所 制 得 的 PV P/ PV DF 复 合
参考文献
[ 1] Huang Z M , Zh ang Y Z. , K ot aki M . , R amak rishn a S. A R e view on polymer nanof ibers by electr os pinning and t heir applicat ions in nanocomp os it es [ J ] . Comp os it es science and t echnology, 2003, 63: 2223 -2253. [ 2] Wen -J i J in, H wang K ye Lee, Eun Hw an Jeong et al. . Preparat ion of polymer nan of ibers cont ai ning silver n anopart icles by u s ing poly ( N -V inyl pyrrolidone) [ J ] . M acromol. rapid com m un. , 2005, 26: 1903 - 1907.
《静电纺丝法制备聚酰亚胺复合纳米纤维膜及性能研究》范文
《静电纺丝法制备聚酰亚胺复合纳米纤维膜及性能研究》篇一一、引言随着纳米科技的快速发展，纳米纤维膜因其独特的物理化学性质和广泛的应用领域，如过滤、分离、传感等，受到了广泛关注。
聚酰亚胺（PI）作为一种高性能聚合物，具有优良的绝缘性、高温稳定性及良好的机械性能，被广泛应用于航空航天、生物医疗等领域。
因此，研究聚酰亚胺复合纳米纤维膜的制备工艺及其性能，对于拓展其应用范围具有重要意义。
本文采用静电纺丝法，制备了聚酰亚胺复合纳米纤维膜，并对其性能进行了深入研究。
二、实验部分1. 材料与试剂实验所需材料包括聚酰亚胺（PI）树脂、溶剂（如N-甲基吡咯烷酮）以及其他复合材料（如碳纳米管、金属氧化物纳米粒子等）。
所有试剂均为分析纯，使用前未经过进一步处理。
2. 静电纺丝法制备聚酰亚胺复合纳米纤维膜将PI树脂与溶剂混合，制备出均匀的PI纺丝液。
然后，将复合材料（如碳纳米管、金属氧化物纳米粒子等）加入纺丝液中，充分搅拌使其分散均匀。
接着，将纺丝液装入静电纺丝机的注射器中，调节纺丝参数（如电压、流量、接收距离等），进行静电纺丝。
最后，将得到的纳米纤维膜进行热处理，以提高其性能。
3. 性能测试与表征采用扫描电子显微镜（SEM）观察纳米纤维膜的形貌；利用透射电子显微镜（TEM）分析纳米纤维的内部结构；通过红外光谱（IR）和X射线衍射（XRD）表征材料的化学结构和结晶性能；使用万能材料试验机测试材料的机械性能；通过热重分析（TGA）评估材料的热稳定性。
三、结果与讨论1. 形态与结构分析SEM和TEM结果表明，采用静电纺丝法制备的聚酰亚胺复合纳米纤维膜具有连续、均匀的纤维结构。
纤维直径分布较窄，表明纺丝过程具有较好的可控制性。
IR和XRD分析显示，PI分子链在热处理过程中发生了亚胺化反应，形成了稳定的聚酰亚胺结构。
2. 机械性能分析万能材料试验机测试结果表明，聚酰亚胺复合纳米纤维膜具有较高的拉伸强度和断裂伸长率，表明其具有良好的机械性能。
静电纺丝法制备聚丙烯腈_聚醋酸乙烯酯复合纳米纤维膜
静电纺丝法制备聚丙烯腈/聚醋酸乙烯酯复合纳米纤维膜*高大伟,王清清,魏取福,蔡以兵,乔 辉,徐凤凤(江南大学生态纺织教育部重点实验室,无锡214122)摘要 采用静电纺丝法制备了聚丙烯腈(P A N)/聚醋酸乙烯酯(P VA c)复合纳米纤维膜。
利用原子力显微镜(A FM )、电子显微镜(SEM )分析了纤维的直径分布、整体形貌及单根纳米纤维的表面形貌;利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析了PA N 、P AN /PV A c 、PV A c 纳米纤维膜的化学组成;同时借助热重(T G)分析了PV Ac 的加入对复合纤维膜热性能的影响。
结果表明,当m (PA N)B m (P V Ac)=5B 5、质量分数为10%时,所得纤维膜最有利于制备聚合物电解质膜;PA N 与PV Ac 之间产生配位键,从而提高了纤维膜的热性能。
关键词 聚丙烯腈 聚醋酸乙烯酯 静电纺丝 复合纳米纤维 聚合物电解质中图分类号:T Q 342+.39 文献标识码:AFabrication of PAN/PVAc Composite Nanofibers Membrane through ElectrospinningGA O Daw ei,WANG Qingqing,WEI Qufu,CA I Yibing,QIAO Hui,XU Fengfeng(K ey L abo rato ry of Eco -T ex tile of M inistr y o f Educat ion,Jiang nan U niver sity,Wux i 214122)Abstract PA N/P VA c composite nanofiber s membr ane w as fabricated v ia electr ospinning.A F M and SEMw ere used to investig ate the distr ibution and ov erall mor pholog y of nanof iber membrane as w ell as the sur face mor -pho lo gy of sing le specific nanofiber.FT-IR and T G w ere employ ed to study the molecular str uctur e and the heat r e -sistance pro per ties,r espectiv ely.T he results sho w that w hen t he weight ratio o f P AN /PV A c is 5B 5and the mass fr action is 10%,the membrane fabricated is mo st favo rable for po lymer electro lyt es.T he heat r esist ance of nanofiber s membrane is impro ved because o f the pr esence o f new chemica l bond.Key w ords PA N ,P V Ac,electro spinning,composite nano fibers,polymer electro ly te*教育部博士点专项基金(20090093110004);新世纪优秀人才计划(N CET -06-0485)高大伟:男,1983年生,博士研究生,研究方向为功能性复合纳米材料 魏取福:通讯作者,教授,主要从事功能纺织品的研究 E -mail:qfwei@jiang 0 引言聚合物锂离子电池是隔膜/电解质一体化的一种新型锂离子电池,具有高电压、高比能量、长循环寿命、清洁无污染、可薄形化和任意形状化等优点[1],不会产生漏液与燃烧爆炸等安全问题[2],成为新一代锂离子电池的发展方向。
静电纺丝法制备聚合物纳米纤维及其应用
静电纺丝法制备聚合物纳米纤维及其应用一、本文概述本文旨在全面探讨静电纺丝法制备聚合物纳米纤维的过程以及其在各个领域的应用。
静电纺丝法，作为一种高效的纳米纤维制备技术，近年来在材料科学领域引起了广泛关注。
通过静电纺丝法制备的聚合物纳米纤维，因其独特的结构和性能，如高比表面积、良好的力学性能以及优异的物理化学稳定性等，被广泛应用于过滤材料、生物医用、能源存储和转换、环境保护等多个领域。
本文将首先介绍静电纺丝法的基本原理和制备过程，包括纺丝溶液的配制、纺丝参数的选择以及纺丝过程的调控等。
随后，将重点分析静电纺丝法制备的聚合物纳米纤维的结构和性能特点，包括纤维的形貌、直径分布、结晶行为、热稳定性以及机械性能等。
在此基础上，本文将综述聚合物纳米纤维在过滤材料、生物医用、能源存储和转换、环境保护等领域的应用现状和发展趋势。
本文还将讨论静电纺丝法制备聚合物纳米纤维所面临的挑战和未来的发展方向，以期为该领域的研究者提供有益的参考和启示。
二、静电纺丝法制备聚合物纳米纤维静电纺丝法是一种制备聚合物纳米纤维的重要技术，其基本原理是利用静电场力使聚合物溶液或熔体产生喷射细化，进而形成纳米纤维。
该方法具有操作简单、纤维直径可控、生产效率高等优点，因此在纳米材料、生物医学、过滤材料等领域得到了广泛应用。
在静电纺丝过程中，首先将聚合物溶解在适当的溶剂中，形成具有一定粘度的纺丝溶液。
然后，将纺丝溶液注入纺丝机的喷丝头中，通过调节喷丝头的电压和喷丝速度与接收距离等参数，使纺丝溶液在静电场力的作用下形成泰勒锥，并从锥尖喷射出细流。
在喷射过程中，细流受到电场力的作用而加速运动，同时溶剂挥发，使细流逐渐固化并形成纳米纤维。
将纳米纤维收集在接收装置上，得到聚合物纳米纤维膜或纤维毡。
为了获得高质量的聚合物纳米纤维，需要对静电纺丝过程进行精确控制。
一方面，需要选择合适的聚合物和溶剂，以及调整纺丝溶液的粘度和电导率等参数，以确保纺丝过程的稳定性和纤维的均匀性。
静电纺丝纳米复合纤维膜的制备及其在废水处理中的应用
静电纺丝纳米复合纤维膜的制备及其在废水处理中的应用静电纺丝纳米复合纤维膜的制备及其在废水处理中的应用摘要：随着工业化和城市化的快速发展，废水处理成为社会发展中亟待解决的问题。
传统的废水处理方法往往存在高成本、低效率和环境污染等问题。
而静电纺丝纳米复合纤维膜作为一种新兴的废水处理材料，具有低成本、高效率和良好的环境适应性等优点。
本文主要介绍了静电纺丝纳米复合纤维膜的制备方法以及其在废水处理中的应用。
一、引言废水处理是解决环境污染的关键问题之一。
静电纺丝纳米复合纤维膜由于其独特的纳米结构和优良的物理化学性质，成为一种重要的废水处理材料。
本文旨在探讨静电纺丝纳米复合纤维膜的制备方法及其在废水处理中的应用。
二、静电纺丝纳米复合纤维膜的制备方法静电纺丝技术是制备静电纺丝纳米复合纤维膜的关键环节。
其制备方法主要包括以下几个步骤：1.聚合物溶液的制备：以聚合物为主要原料，加入适量的溶剂和助剂制备聚合物溶液。
2.静电纺丝装置的设置：将聚合物溶液注入到静电纺丝装置中，设置好纺丝电压和纺丝距离等关键参数。
3.静电纺丝过程：通过设置好的电压，使得溶液被电场拉伸形成纤维，并在电极上沉积形成纳米纤维膜。
4.纳米复合：将纺丝膜与其他纳米材料进行复合，提高膜的性能和废水处理效果。
三、静电纺丝纳米复合纤维膜在废水处理中的应用静电纺丝纳米复合纤维膜在废水处理中具有以下几个应用方面：1.固体污染物去除：静电纺丝纳米复合纤维膜具有高比表面积和孔隙结构，可以有效地吸附和去除废水中的悬浮固体颗粒物，如悬浮颗粒、悬浮涂料等。
2.重金属离子去除：静电纺丝纳米复合纤维膜可以通过特定的改性或与其他吸附剂复合，提高对废水中重金属离子的吸附能力，将其从废水中去除。
3.有机物去除：静电纺丝纳米复合纤维膜可以通过改性或与其他催化剂复合，提高对废水中有机物的降解和分解效果，从而实现废水的净化和清洁。
四、静电纺丝纳米复合纤维膜的优势和挑战静电纺丝纳米复合纤维膜在废水处理中的应用具有以下优势：1.低成本：静电纺丝技术相对传统的纺丝技术更加经济，制备成本低。
静电纺丝制备MWNTs_PVA_PEO复合超细纤维
研究与开发合成纤维工业,2010,33(4):24CH I NA SYNTHETI C FI BER I NDUSTRY收稿日期:2009 10 25;修改稿收到日期:2010 06 15。
作者简介:马彦龙(1964 ),男,硕士,讲师。
从事纳米功能复合材料的研究。
m ayan l ong @t yut 基金项目:教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET 04 0257)。
静电纺丝制备MWNTs/PVA /PEO 复合超细纤维马彦龙 王 帅 卫英慧 郭有军 张凯丽(太原理工大学材料科学与工程学院,山西太原 030024)摘 要:采用硝酸对多壁碳纳米管(MW NT s )进行纯化处理,利用表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)或聚乙烯醇(PVA)对纯化后的MWNTs 进行了表面修饰,将修饰后的MW NTs 添加到P VA 和聚氧化乙烯(PEO )共混水溶液中,通过静电纺丝制备了MW NTs /P VA /PEO 复合超细纤维。
结果表明:PVA 修饰的M W NT s 比SDS 修饰的MWNTs 在PVA /PEO 纺丝液中有更好的分散稳定性。
随MWNTs 添加量的增加,纤维的平均直径减小;当添加PVA 修饰的MW NTs 质量分数为0.53%时,纤维平均直径达368nm,且纤维表面光滑、分布均匀。
关键词:多壁碳纳米管 静电纺丝 聚乙烯醇 聚氧化乙烯 表面修饰中图分类号:TQ 342.49 文献识别码:A 文章编号:1001 0041(2010)04 0024 04静电纺丝技术是一种制备纳米及亚微米级纤维的简单而高效的方法[1]。
目前已有几十种合成高分子材料采用静电纺丝技术制备出微米和纳米纤维[2-3]。
近年来,人们开始关注复合纳米纤维的制备工作。
将聚合物与聚合物复合或聚合物与无机纳米粒子复合以实现两种物质的优势互补,使纳米纤维的性能得到较大的提高[4]。
聚乙烯醇(PVA )和聚氧化乙烯(PEO )是两种水溶性的合成高分子材料,价廉易得,已有研究者分别对其进行了静电纺丝的研究[5-7]。
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螯合剂插层水滑石加入 PVA 溶液中混合均
匀，得 LDHs/PVA 水滑石静电纺丝液；通过
静电纺丝制得 LDHs/PVA 复合纤维膜。将纤
维膜浸入重金属离子废水中，吸附率可以达
到 30-90%。
一种羟基磷灰石/PVA 纤维由以下纺丝液经
静电纺丝得到的纤维，纺丝液包括以下重量
份的各组分：PVA？100 份，纳米
PVA/MWNTs-OH 导
93191.8
聂华丽 的纳米纤维毡；将上述不透明的纳米纤维毡
电复合膜的制备方法
于水溶液中，溶胀吸水 5-30s，真空干燥，
即得。本发明的操作简便、反应条件温和，
所使用的原材料廉价易得，无毒无污染，对
环境和实验人员友好；所得到的透明薄膜， 表面平整光滑，形态规整，电导率可控等优
艺简单，产品易得，通过物理方法组装到纤
维膜的金纳米颗粒催化效率高、可重复利用
性好，在催化、环境修复等领域具有广阔的
应用前景。
一种 PVA/SPI/氧化锆的有机无机杂化纤维，
由纺丝液经静电纺丝得到的有机无机杂化
纤维，纺丝液以下重量份的各组分：PVA100
份、SPI30-50 份、氧化锆溶胶 5-15 份、蒸
搅拌，得含有 AgNO3 的 GO 溶液；将
SA/PVA 混合液和含有 AgNO3 的 GO 溶液 混合，进行静电纺丝，得到含银的
GO/SA/PVA 初生纤维膜，浸入 CaCl2 无水 乙醇溶液中，得到含银的 GO/SA/PVA 复合 纤维膜，150~160℃加热 3~5min，即得。 本发明的复合纤维膜可纺性较好，综合了氧 化石墨烯、海藻酸钠、聚乙烯醇和纳米银四 者的优异性能，具有生物相容性好、拉伸强 度高、抗菌、防止纳米银突释等优异性能。
一种羟基磷灰石/PVA
王华林;张鹏;李
CN2012103
Ca(NO3)250 份，NH4H2PO4？0.8-1 份，
纤维材料及其制备方
亚楠;马行空;翟
30831.6
蒸馏水 350-400 份，将其配成均匀透明的纺
法
林峰
丝液，在电压 10-20KV、极距 10-20cm 和
室温下静电纺丝，制备羟基磷灰石/PVA 纤
来源：吸附汞离子 特异性吸附汞离子
CN2013100 沈明武;黄云鹏; PVA/PEI-T 纳米纤维膜的制备方法，包括： PVA/PEI-T 纳米纤维
13489.1 胡登脉;史向阳 (1)将胸腺嘧啶-1-乙酸溶于水中，加入 EDC， 膜的制备方法
搅拌 2~5h，得溶液，然后加入 PEI 溶液，
性。
本发明涉及一种含 Au?DSNPs 的 PAA/PVA
纳米纤维毡的制备方法，包括：将聚酰胺-
胺树状大分子水溶液预热，然后加入氯金酸
溶液，搅拌反应 2-3h，冷却干燥，得到树状
大分子稳定的金纳米颗粒 Au?DSNPs；配制
重量比为 1:1-2 的 PAA/PVA 的聚电解质纺
一种含 Au DSNPs 的
领域有广阔的应用前景。
本发明涉及一种 PVA/MWNTs-OH 导电复
合膜的制备方法，包括：将聚乙烯醇 PVA
溶于蒸馏水中，得到 PVA 水溶液；用表面
分散剂分散 MWNTs-OH，得到 MWNTs-OH
悬浮水溶液；将上述 PVA 水溶液和
MWNTs-OH 悬浮水溶液等体积混合，得到
一种
CN2013103 朱利民;丁兆强; 混合溶液，然后进行静电纺丝，得到不透明
搅拌反应，透析、冷冻干燥，得到 PEI-T； (2)将 PVA 水溶液和上述 PEI-T，混合，得 聚乙烯醇 PVA/PEI-T 溶液，静电纺丝，戊二
醛蒸汽交联，漂洗，真空干燥，即得 PVA/PEI-T 纳米纤维膜。使用方法：将汞盐 的 pH 缓冲溶液加入 PVA/PEI-T 纳米纤维膜 中，室温条件下进行吸附，取样，测试汞离 子浓度变化。该发明制备过程简单，易于操 作，纤维材料水稳定性良好，回收方便，重 复利用率高；汞离子具有高度的吸附特异
一种 PVA/SPI/氧化锆
王华林;李亚楠;
CN2012103
馏水 1300-1400 份。由氯氧化锆和乙醇、乙
有机无机杂化纤维及
马行空;张鹏;翟
30290.7
酰丙酮通过溶胶凝胶法制备氧化锆溶胶，与
其制备方法
林峰
PVA、SPI 和蒸馏水按以上配比量混合均匀
形成纺丝液，经纺丝机在电压 15-20KV、极
点。
本发明涉及一种载有纳米银粒子的 GO/SA/PVA 复合纳米纤维膜的制备方法， 一种载有纳米银粒子 CN2016105 朱利民;王海军; 包括：将 PVA 和 SA 溶于去离子中，搅拌至 的 GO/SA/PVA 复合纳 55405.0 吴焕岭;成强 溶解，得到 SA/PVA 混合液；将氧化石墨烯 米纤维膜的制备方法 加入到去离子水中，超声，加入 AgNO3，
陈鸿;邹来昌;凌
一种基于静电纺丝法
后继续反应；陈化 10~18 小时后洗涤、过滤
CN2015108 启淡;衷水平;伍
制备 LDHs/PVA 复合
得到滤饼，经真空干燥、破碎，过筛，即得
31053.2 赠玲;章文贡;陈
纤维膜的方法及应用
到重金属离子螯合剂插层水滑石；将 PVA
良哲
与蒸馏水混合得 PVA 溶液；将重金属离子
基于静电纺丝法制备 PVA 复合纤维膜的方法及应用实例
专利名称
申请号
申请人
摘要
本发明涉及一种基于静电纺丝法制备
LDHs/PVA 复合纤维膜的方法及应用。该方
法首先分别配制二价硝酸盐或氯化盐水溶
液 A、三价硝酸盐或氯化盐水溶液 B 和有机
盐水溶液 C；将水溶液 A 和水溶液 B 同时双
滴加入水溶液 C 中；调节 pH 值为 8.0~12.0
丝原液，进行静电纺丝，得到纳米纤维毡，
CN2013100 史向阳;胡登脉;
PAA/PVA 纳米纤维毡
然后将纤维毡热交联进行水稳定性处理；将
67293.0 黄云鹏;刘辉
的制备方法
上述纳米纤维毡在水中浸润 2-4h，然后加入
树状大分子稳定的金纳米颗粒 Au?DSNPs
水溶液，振荡，真空干燥，即得。本发明工
距 8-12cm 和室温下下纺丝，制备所述
PVA/SPI/氧化锆有机无机杂化纤维。
一种静电纺荧光 PVA CN2014107
纳米纤维膜及其制备 02118.9
方法
赵兵
本发明公开了一种静电纺荧光 PVA 纳米纤 维膜及其制备方法，采用高温热分解法合成 六方相的上转换发光纳米颗粒 UCNPs，然
后使用四氟硼酸亚硝鎓 NOBF4 处理 UCNPs，取代其表面的油酸分子，最后与亲 水性超支化聚合物反应，得到水溶性上转换 纳米颗粒。随后将水溶性上转换纳米颗粒添 加到聚乙烯醇 PVA 纺丝原液中，超声混合 均匀，通过静电纺丝法制备得到静电纺荧光 PVA 纳米纤维膜。本发明采用的水溶性上转 换纳米颗粒具有优异的荧光性能，水溶性 好，与 PVA 水溶液相容性好，在荧光防伪