静电纺丝法制备取向纳米纤维

参考文献
[16] Amalina M. Afifi, Shigeyuki Nakano, Hideki Yamane, Yoshiharu
Kimura. Electrospinning of Continuous Aligning Yarns with a ‘Funnel’ Target[J]. Macromol Mater Eng, 2010, 295, 660～665. [17] Lee H, Yoon G H, Kim. Highly oriented electrospun polycaprolactone micro/nanofibers prepared by a field-controllable electrode and rotating collector[J]. Appl Phys A, 2009, 97: 559～565. [18] L S Carnell, et al. Electric field effects on fiber alignment using an auxiliary electrode during electrospinning[J]. Scripta Materialia, 2009, 60: 359～361. [19] 何创龙, 黄争鸣, 张彦中, 等. 静电纺丝法制备组织工程纳微米纤维 支架[J ]. 自然科学进展, 2005, 15(10): 1175～1182. [20] Boudriot U, Dersch R, Greiner A, et al. Electrospinning approaches toward scaffold engineering-a brief overview[J]. Artificial Organs, 2006, 30(10): 785～792.
1999年 Doshi
20世纪 30年代 Formhals
20世纪 60年代 Taylor
2004年 纳米蜘 蛛
静电纺丝技术的原理
静电纺丝技术的原理
静电纺丝技术的原理
图2 Tarlor锥的数学模型
图1 静电纺丝装置
静电纺丝技术的分类
溶剂型静电纺 丝法S-ESP 熔融型静电纺 丝法M-ESP
装置简单 应用广Байду номын сангаас
细胞支架
人工肌肉
神经导管
应用
功能薄膜
骨骼肌 修复
4. 展望
机理
工业化
表征方法 可控与设计
参考文献
[1] N Bhardwaj, S C Kundu. Electrospinning: A fascinating fiber
fabrication technique[J]. Biotechnology Advances, Vol. 28 (2010): 325～347. [2] LI D. Electrospinning of nanofibers: Reinventing the wheel?[J]. ADVANCED MATERIALS, 2004, 304: 1917～1919. [3] A L Yarin, S Koombhongse, et al. Taylor cone and jetting from liquiddroplets in electospinning[J]. J Appl Phys, 2002, 87(9): 4531～ 4546. [4] D H Reneker, A L Yarin, et al. Bending instability of electrically charged liquid jets of polymer solutions in electrospinning[J]. J Appl phys, 2000, 87(9): 4531～4547. [5] Ross. Electrospinning: The quest for nanofibers[J]. International Fiber Journal, 2001, 16(5): 50～53.


参考文献
[11] Smit E, Buttner U, Sanderson R D. Continous yarns from
electrospun fibers[J]. Polymer, 2005, 46: 2419～2423. [12] PAN H, LI LM, HU L, et al. Continuous aligned polymer fibers produced by a modified electrospinning method[J]. Polymer, 2006, 47 (14): 4901～4904. [13] Wu Y, Yu J Y, He J, et al. Controlling stability of the electrospun fiber by magnetic field[J]. Chaos Soliton Fract, 2007, 32: 5～7. [14] Teo W E, Gopal R, Ramaseshan R, et al. A dynamic liquid support system for continuous elect rospun yarn fabrication[J]. Polymer, 2007, 48: 3400～3405. [15] Yang DY, Lu B, Zhao Y, et al. Fabrication of aligned fibrous arrays by magnetic electrospinning[J]. Adv Mater, 2007, 19 (21): 3702～3706.


参考文献
[6] 顾德, 吴丽莉, 刘丽芳, 俞建勇. 合成纤维工业, 2006,
29(2): 43～45. [7] YU J H, FRIDRIKH S V, RUTLEDGE G C. The role of elasticity in the formation of electrospun fibers[J]. Polymer, 2006, 47(13): 4789～4797. [8] RENEKER D H. Bending instability of electrically charged liquid jets of polymer solutions in electrospinning[J]. App l Phys, 2000, 87(9): 31～45. [9] Fong H, Chun I, Reneker D H. Beaded nanofibers formed during electrospinning[J]. Polymer, 1999, 40: 4585～4592. [10] Deizel J M, Kleinmeyer J D, Harris D, et al. The effect of processing variables on the morphology of electrospun nanofibers and textiles[J]. Polymer, 2001, 42: 261～272.
静电纺丝法制备取向纳米纤 维及其应用
1. 静电纺丝技术
2. 制备取向纳米纤维
3. 取向纳米纤维的应用 4. 展望
1. 静电纺丝技术 静电纺丝技术的 发展历程 静电纺丝技术的 原理
静电纺丝技术的 分类
静电纺丝纤维形 貌的影响因素
静电纺丝技术的发展历程
19世纪 90年代 Rayleigh
80年代 Manley Larrodo
环保，效 率高
有污染
加工难 度大
静电纺丝纤维形貌的影响因素
射流中存在的不稳定性状况
图3 射流分散
溶液因素
a
b
c
d
图4 不同溶液粘度下纤维形貌 a、b、c、d为32、160、527、1835 centipoise
电压因素
a
b
c
d
图5 不同电压下纤维形貌 a、b、c、d为0、5、10、18KV
2. 静电纺丝法制备取向纳米纤维
图10 平行辅助电极静电纺丝装置
平行辅助电极静电纺丝法
图11 使用不同类型电极进行静电纺丝的数码照片 a ：无辅助电极；b ：一个相反的 辅助电极；c 和 d： 宽度不同的三个辅助电极
动态水浴旋转静电纺丝法
图12 动态水浴旋转静电纺丝法
动态水浴旋转静电纺丝法
图13 收集到的PVA纤维的SEM图片：a 未经过空气收集；b 经过空气后收集
附加磁场静电纺丝法
图14 附加磁场静电纺丝法装置
附加磁场静电纺丝法
a
b
图15 a 由普通静电 纺丝法制得的PVA
c
d
纤维； b–d由附加 磁场静电纺丝法 制备的PVA取向纤 维
“漏斗”靶静电纺丝法
图16 a “漏斗”靶静电纺丝装置； b 旋转漏斗收集器
“漏斗”靶静电纺丝法
图17 PLLA纤维的SEM照片


可控
加工
精细
加工
简单 加工
静态水浴旋转纺丝法
图6 静态水浴旋转静电纺丝法
图7 a静态水浴旋转静电纺丝法制备的PAN纤维 b 高倍放大显示的PAN纤维
电极点互对静电纺丝法
图8 电极点互对静电纺丝装置
电极点互对静电纺丝法
图9 在旋转辊子表面收集的高取向PVA (12wt%) 纤维
平行辅助电极静电纺丝法
场控电极旋转静电纺丝法
图18 a 普通静电纺丝法 b 场控电极旋转静电纺丝法
场控电极旋转静电纺丝法
图19 a 普通静电纺丝法电场模拟 b 场控电极旋转静电纺丝法电场模拟
场控电极旋转静电纺丝法
图20 两种静电纺丝法数码照片比较
场控电极旋转静电纺丝法
图21 两种静电纺丝法数码照片比较
3. 取向纳米纤维的应用