静电纺丝国内外研究现状
静电纺丝纳米纤维的研究
中国科学技术大学硕士学位论文静电纺丝纳米纤维的研究姓名：徐松秀申请学位级别：硕士专业：核技术及应用指导教师：蒋诗平2011-05-12摘要近年来，纳米材料成为人们的研究热点,静电纺丝技术是一种能连续制备直径为几纳米到数微米纤维的有效方法之一。
由于其制备的纳米纤维具有独特的结构和优越的性能，能广泛应用于过滤材料、生物医学材料（包括人造器官、组织工程、血管、给药系统、创伤包扎、呼吸面罩等）和纳米电子仪器等领域。
目前，有关纳米纤维形态和材料特性的基础研究工作仍处于初级阶段，静电纺丝的工艺设计和开发功能化纳米纤维是新兴功能材料领域的一个研究热点。
本文利用自制静电纺丝装置研究纳米纤维的新应用领域，我们主要开展了以下二个部分的工作：第一部分：利用静电纺丝技术构建了新型三维纳米通道系统。
将不同质量分数的聚苯乙烯（polystyrene, PS：Mw=1.3×105 g/mol）溶液加入一定量十二烷基磺酸钠（SDS），在不同电压下进行静电纺丝。
所得纤维在90 ℃加热粘连后，形成三维聚苯乙烯纳米网络模板,然后将硅橡胶预聚体（含10%交联剂）灌注进入上述模板并交联形成网络复合材料，再用二硫化碳超声除去聚苯乙烯纤维。
采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜对纤维模板形貌和纳米通道进行了表征。
结果表明，质量分数为10%的PS溶液加入0.5%SDS，在20 kV电压下进行静电纺丝得到直径为150 nm的纤维。
SDS的加入对纺丝纤维具有平滑作用，使得粘连的纤维模板能更易去除，形成的三维纳米通道直径约160 nm左右，与纤维模板直径一致。
该类型纳米通道可以应用于医学药物载体、纳流控芯片等众多领域。
第二部分：利用静电纺丝技术制备了聚苯乙烯（PS）与Gelatin复合纳米纤维刚性乳化剂，应用扫描电子显微镜（SEM）表征和分析了纤维的形貌，分别研究了溶液浓度、纺丝电压、接收距离、进样速度等因素对纤维形貌和直径的影响，并用接触角实验和荧光显微镜实验分别从不同角度对混纺效果进行了验证。
静电纺丝技术及其应用研究
静电纺丝技术及其应用研究一、引言静电纺丝技术是一种利用电荷激发聚合物液体变成细纤维的方法，由于其简单、高效、低成本等优势，在纺织、生物医学、能源领域等得到广泛应用和研究。
本文将从静电纺丝技术的原理、纺丝过程、纤维特性以及应用领域等方面进行深入探讨。
二、静电纺丝技术的原理与纤维形成机制静电纺丝技术利用电荷作用将聚合物液体通过纺丝喷嘴喷射到基底上，通过电荷相互作用来形成纤维。
在电场的作用下，聚合物溶液中的分子会受到电荷的影响而变形，聚合物链会被电荷排斥并随之形成纤维。
纤维的直径和形状可以通过控制喷嘴距离、电压、液体流速等参数进行调节。
三、静电纺丝技术的纺丝过程静电纺丝技术的纺丝过程主要包括聚合物溶液的制备、喷丝装置的设计以及纤维收集等步骤。
首先，将聚合物溶解在适当的溶剂中制备成溶液。
接着，通过高压泵将聚合物溶液推送至喷嘴，在喷嘴的作用下形成细纤维，并通过电荷作用使纤维凝固。
最后，通过电极或转盘等方式将纤维收集起来。
四、静电纺丝技术的纤维特性静电纺丝技术制备的纤维具有许多独特的特性。
首先，纤维直径可调节，从几纳米到几百微米都可以制备。
其次，纤维表面光滑，纤维之间结构紧密，具有较高的比表面积。
此外，静电纺丝技术还可以制备多孔性纤维，具有较好的机械性能和生物相容性。
五、静电纺丝技术在纺织领域的应用研究静电纺丝技术在纺织领域有着广泛的应用。
例如，利用静电纺丝技术可以制备出纳米纤维膜，用于制备高性能滤料、阻燃材料等。
此外，静电纺丝技术还可以制备出具有特殊功能的纤维，如抗菌纤维、防紫外线纤维等。
此外，在服装领域，静电纺丝技术还可以制备出具有高透气性和柔软度的纤维，提升穿着的舒适性。
六、静电纺丝技术在生物医学领域的应用研究静电纺丝技术在生物医学领域也有着广泛的应用。
例如，利用静电纺丝技术可以制备出纳米纤维支架，用于组织工程和药物释放等。
此外，静电纺丝技术还可以制备出具有控释功能的纤维载体，用于缓释药物。
此外，在伤口敷料和人工皮肤的制备中，静电纺丝技术也发挥了重要作用。
静电纺丝技术研究及纳米纤维的应用前景..
静电纺丝技术研究及纳米纤维的应用前景引言：术语“电纺”来源于“静电纺丝”。
虽然电纺这一术语是20世纪90年代才开始使用，但是其基本思想可以追述到60年前。
1934一1944年间，FomalaS[1]申请了一系列的专利，发明了用静电场力来制备聚合物纤维的实验装置。
1952年，vonnegut和NeubauerI53)发明了电场离子化技术，得到了粒径(0.lmm)均匀、带电程度高的线流。
1955年，Drozin进行了不同液体在高电压下，形成气溶胶的研究。
1966年，Simons发明了一种装置，用静电场纺丝法制备出了很轻超薄的无纺织物，他在研究中发现，低浓度溶液纺出的纤维较短且细;高浓度溶液纺出的纤维长且连续[2]。
1971年，Baumgarten采用静电纺丝法制备出了直径在0.05u m一1.1um的丙烯酸纤维。
自从80年代，特别是近些年，由于纳米技术的兴起，使得静电纺丝技术再度引起了纳米材料研究人员的高度关注。
采用静电纺丝技术可以很容易的制备出直径在几百微米到几百纳米甚至几十纳米的高质量纤维。
目前为止，己经有近上百种高分子采用静电纺丝技术被纺成纳/微米纤维。
这些纳/微米纤维有些己经广泛应用于纳米复合材料、传感器、薄膜制造、过滤装置，以及生物医用材料的加工和制造上。
本文立足于静电纺丝技术的研究现状，分别从材料的化学组成、纤维的分布方式和特殊结构形态三个方面进行了阐述。
同时，概括并展望了纳米纤维的应用领域与前景。
1静电纺丝的基本原理在电纺丝过程中，喷射装置中装满了充电的聚合物溶液或熔融液。
在外加电场作用下，受表面张力作用而保持在喷嘴处的高分子液滴，在电场诱导下表面聚集电荷，受到一个与表面张力方向相反的电场力。
当电场逐渐增强时，喷嘴处的液滴由球状被拉长为锥状，形成所谓的“泰勒锥”(Taylorcone)[3-6]。
而当电场强度增加至一个临界值时，电场力就会液体的表面张力，从“泰勒锥”中喷出。
喷射流在高电场的作用下发生震荡而不稳，产生频率极高的不规则性螺旋运动。
静电纺丝技术的应用及其发展前景
着纳米技术的不断发展 ， 电纺丝技术备的纳米纤维应用将越来越广泛 ， 静 其发 展前 景十分 广阔。为此 ， 国内外学者对静电纺丝技术进 行 了 详 细 研 究 。 本文 对 静 电纺 纳 米 纤 维 的应 用 及 其 发 展 前 景进 行 了详 细综 述 。
关键 词 ： 静电纺丝； 纳米纤维； 应用； 发展前景
ｃ ｍ ｅ ｅ ｆ ｌ ｆｓｕ ｙ ｈ ｔｐ ｔｉ ａ ｏ ｔｃ ｎ ｌｇ ． Ｗ ｉ ｈ ｏ ｓａ ｔｄ ｖ ｌｐ ｅ ｔｏ ａ ｏ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ，ｅｅ ｔｏ ｐ ｎ ｉ ｇ ｏ ｓ ａ ｎ ｗ ｅ ｄ ｏ ｔｄ ｏｓ ｏ ｎ ｎ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｉ ｔ ｔ ｅ ｃ ｎ ｔ ｎ ｅ ｅ ｏ ｍ ｎ ｆｎ ｎ ｔｃ ｎ ｌｇ ｈ ｌ ｃｒ ｓ ｉ ｎ ｎ ｎ ｎ ｆｂ ｒ ｌ ｈ ｖ ｄ ａ ｇ ｆａ ｐ ｉａ ｉｎ ｉ ａ ｙ ａ ｅ ｓ Ｍ ａ ｙｒ ｓ ａ ｃ ｅ ｓａ ｏ ｎ ｂ ｏ ｄ ｈ ｖ ｔ ｄ ｅ ｌｃ ｒ — ａ ｏ ｅ ｓ ｗｉｌ ａ ｅ ａ ｗｉ ｅ ｒ ｎ ｅ ｏ ｐ ｌｃ ｔ ｎ ｍ ｎ ｒ ａ ． ｉ ｏ ｎ ｅ ｅ ｒ ｈ ｒ ｔｈ ｍｅ ａ ｄ ａ ｒ ａ ａ ｅ ｓｕ ｉｄ ｅｅ ｔｏ
静电纺丝技术的应用与现状
纤维的优 点和 缺 点。分 别详 细的介 绍 了静 电纺 丝技 术 在 生物 医学领 域 、环境 保 护 、能 源发 电 和 电子 及 光 学领 域 中的 应 用 。最后 ，
Ｔ艺 与技 术
西 部皮 革
２ ０ １ ７年 ９月
静 电 纺 丝 技 术 的 应 用 与 现 状
申妮 ，徐磊 。 ，王大伟 ，孙 晶
（ １ ． 天津工 业 大学纺 织学 院 ，天津 ３ ０ ０ ３ ８ ７；２ ．智 能可 穿戴 电子纺 织 品研究所 ，天津 ３ ０ ０ ３ ８ ７ ） （ ３ ．天 津工业 大学 先进 复合 材料 教育部 重点 实验 室 ，天 津 ３ ０ ０ ３ ８ ７ ）
阻 隔性 和经典 吸附 能力 。其缺点 在 于纤 维强 力较 低 ，单 独使 用 很 难达 到力 学性能 要求 ，这也 导致其 使用 范 围受 到 限制 。姚 春梅 等 采
用 聚乳酸 熔喷非 织 造 布 为基 布 ，使用 静 电纺 丝技 术 制备 乳 酸 纤 维 ， 并将 其覆 盖在基 布上 ，得到 了性 能优 良的过滤材 料 。
括高 压 电源 、溶 液储 存器 、喷射 和接 收装 置 ，与 之 对应 的可 以分 为 在 纺织领 域 中 ，印 染 后 的 废 水 一 直 是企 业 未 能 很 好 解 决 的难 ５个 流程 ：流 体带 电 、泰勒 锥 的 形成 、射 流 的细 化 、射 流 的不 稳 题 。高 春涛等 制备 了不 同质量分 数 的聚丙 烯 晴纳 米纤 维 膜 ，使用 它 定 和纤维 的接 收 。这 ５个流 程 中最重 要 的是 泰 勒 锥 的形 成 。随着 电 净 化废 水 中的亚 甲基蓝染 料 。实 验结 果表 明，制 备 的聚丙 烯 晴 纳米 压 的增大 泰勒 锥会 发 生 喷 射 ，在 电场 的 作 用 下喷 射 流 将 发生 分 裂 ， 纤 维膜 对污水 的处 理效果 较好 。 ２ ． ３ 能 源发 电 而 此时 由于溶 剂 的挥发 和喷射 流 的 固化 ，纳米 纤 维收 集 于接 收 装置 上 。静 电纺丝 技术 制备 的纤维 较传 统 的纺 丝技 术 制备 的纤 维 的 主要 静 电纺丝法 制备 的高分子 导 电膜具 有较 好 的应 用 前景 ，例 如 静 特 点在于纤维 的直径一般在 几十纳米 至 １ ｕ ｍ 之 间 ，而 最 细 可 达 电消 耗 、保 护 电位 、光 学元件 和柔 性传 感器 等 方 面 。由 于 电化 学 １ ａ ｍ 。近年 来 ，纳米技 术不 断 地 发展 ，静 电纺 丝 技术 已经 受 到 越来 反应 的速度 与纤维 电极 的表面 积成 正 比 ，所 以纤 维导 电膜 同样 应用 越多研 究 者的进 一步 探究 ，其应 用 的领域 也 非 常广 泛 ，例 如在 防 护 于高 性能 的电池 和 电解 质 电池 方 面 。聚 合物 通过 静 电纺 丝 技术 制 备 服 、纺 织用 品 、医疗诊 断 、药 物 存 放 、传感 器 、过 滤 材料 、环 境 保 的导 电纤 维 电池 具有 不漏液 和灵敏 度高等 优点 。 护 、模 板 制作 和医疗 中的组 织工 程等方 面备 受关 注 。 ２ ．４ 电子及 光 学领域 ２ 静 电纺 丝技术 的应 用 近年 来 ，静 电纺 丝技术 在 电极 和光 学材 料 等方 面 的应 用也 同样 ２ ．１ 生物 医学领域 引 起研究 人员 的关注 。美 国国家 产业 复合 材料 研究 院 制备 出导 电高 静 电纺丝 聚合 物纳米 纤维 具有非 常好 的生 物相 容 性和 组 织结 构 分 子纳 米纤 维 ，其 纳米 纤 维 直径 为 ３ ４ ０ ｎ ｍ，导 电率 达 到 ３ １ ０ Ｓ ／ ｅ ｍ， 相 似性 的特点 。在组 织工 程支架 、细 胞培 养 和药 物 释 放等 方 面得 到 使 其应 用于柔 性 电容 器上 。静 电纺丝 技术 制备 的 纳米 纤维 不 仅 可 以 了应 用 。 应 用于储 能方 面 ，还 可 以将其应 用在柔性 传感 器和光 学方 面等 。 组织 工程是 一个 多学科 交叉 领 域 ，为 生物 代替 品的 发展 、保 护 ３ 结束语 与改 善提 供 了有利 的条件 。在组 织工 程 中静 电纺 丝 技术 制 备 的纳 米 目前 ，静 电纺 丝技术 被广 泛应用 ，并 且 取得 了较 大 的成果 ，但 纤维 为细 胞 的生长 、基质 的增值 和三 维新 组 织 的生 成 提供 了生 长环 是其本 身也存 很 多弊端 。例如 ，纳米 纤维 大 多数 强 力 较低 ，很 难单 境 。而与 自组装 和 相分 离 技 术 相 比 ，静 电纺 丝 技 术是 一 种 更 简 单 ， 独使用 ，这严 重影 响 了其 在实 际应用 中的范 围 。所 以制 备环 保 绿色 更 高效 的一种 方法 ，在生 产具有 互 相连 接 的微孔 结 构 和微 米 结构 的 和力学 性能 较 强 的纳 米 纤 维 是 今 后 研 究 的 重 点 ，尤 其 是 在 医学 领 纤 维支架 中取 得 了应用性 进展 。 域 、环境保 护 、能源发 电与 电子及光 学领域 。 静 电纺丝 方法 容易 制备 出三维 结构 的纳米 纤 维 ，因此 该 技 术可 参 考文献 ： 以应用 于细胞 培养 方面 。褚薛 慧等 人利 用 静 电纺丝 技 术将 壳 聚 糖制 ［ １ ］ 吕殉璐 ，张斌 ，张 绪 刚，孙 明明 ，薛 刚 ，赵 明 ，宋彩 雨． 静 备 成纳米 纤维 膜 ，并对肝 细胞 在壳 聚糖 纳米 纤 维膜 表 面 的活 性 进行 电纺 丝聚合 物 纳 米纤 维研 究进 展 ［ Ｊ ］ ． 化 学与 黏 合 ，２ ０ １ ４ ， 了研究 。其结 果表 明 ，静 电纺 丝技 术制 备 的壳 聚糖 纳 米 纤 维膜 的 生 ３ ６（ ０ ５ ） ：３ ６ ４— ３ ６ ８ ． 物 相容 性 良好 ，没 有毒 性作用 ，有 利于肝 细胞 在其 表面 的生 长。 ［ ２ ］ 李秀红，宋天丹 ，陈志远 ，刘 月星，何 红 ，张有 忱 ，刘 勇．静 皮／ 芯结 构的纳米纤维 在药物 释放 医学领域 中发挥着 重要 的作用 。 电纺丝的模式 ［ Ｊ ］ ．纺织学报 ，２ ０ １ ４ ， ３ ５（ １ ０ ） ： １ ６ ３ — １ ６ ８ ． 同轴静 电纺丝技术是最近几年的重大突破 ， 其原理 与静 电纺丝相 同。其 ［ ３ ］ Ｔ ａ ｒ ａ ｓ ｏ ｖ ａ Ｅ ，Ｔ ａ ｍ ｂ ｅ ｒ ｇ Ｋ Ｇ，Ｖ ｉ ｉ ｒ ｓ ａ ｌ ｕ Ｍ，ｅ ｔ ａ １ ．Ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｕ ｎ ｉ — ｆ ｏ ｒ ｍ Ｐ ＶＤＦ ｉ ｆ ｂｅ ｒ ｓ ｕ ｎ ｄｅ ｒ ｕ ｌ ｔ ｒ ａ ｓ ｏ ｕ ｎ ｄ ｅ ｘ ｐ ｏ ｓ ｕ ｒ ｅ ｉ ｎ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ａ ｎ ｉ ｏ ｎ ｉ ｃ 主要区别在 于后者使用 了两个 内直径不同的毛细管 ， 使从 喷嘴喷 出的材 料液体分层 ， 再经过拉伸 固化成为具有皮／ 芯结构的纳米纤维 。 ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｅ ｔ ａ ｎ ｔ［ Ｊ ］ ．Ｊ ｏ ｕ ｎ ｒ ａ ｌ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ ｓ ．２ ０ １ ５ ，７ ６ ： ３ ９— ４ ７ ． ２ ．２ 环 境 保 护 ［ ４ ］ 薛聪 ，胡影 影 ，黄 争鸣 ．静 电纺丝原 理研 究进 展 ［ Ｊ ］ ． 高分 随着环 境 问题 的 日益严 重 ，如何 高效 且低 成 本 的解 决 环境 问题 子通 报 ，２ ０ ０ ９ ，（ ０ ６ ） ： ３ ８ — ４ ７ ． 迫在 眉 睫。静 电纺丝 技术 制备 的纳 米纤 维 直径 很小 ，所 以其 表 面活 ［ ５ ］ 王德 诚．静 电纺丝 的 技 术进 展 ［ Ｊ ］ ．合 成 纤 维 工 业 ，２ ０ ０ ９ ， 性 和表 面能较 大 ，而且具 有 良好 的保持 电荷 的能 力 ，增 强 了纤 维 的 ３ ２（ ０ ２ ） ：４ ２— ４ ４＋５ ７ ．
静电纺丝纳米纤维的工艺原理、现状及应用前景
静电纺丝纳米纤维的工艺原理、现状及应用前景一、本文概述本文旨在深入探讨静电纺丝纳米纤维的工艺原理、现状及应用前景。
我们将详细阐述静电纺丝技术的基本原理，包括其工作原理、操作步骤以及关键影响因素。
接着，我们将概述当前静电纺丝纳米纤维的研究现状，包括纳米纤维的制备技术、性能调控以及应用领域等方面的最新进展。
我们将展望静电纺丝纳米纤维的未来应用前景，分析其在各个领域中的潜在应用价值以及可能面临的挑战。
通过本文的综述，我们希望能够为相关领域的研究人员提供关于静电纺丝纳米纤维的全面了解，并为未来的研究提供有益的参考和启示。
我们也期望能够引起更多研究者对静电纺丝纳米纤维技术的关注，共同推动其在各个领域的广泛应用和发展。
二、静电纺丝纳米纤维的工艺原理静电纺丝是一种利用静电场力将高分子溶液或熔体拉伸成纳米级纤维的技术。
其工艺原理主要涉及到电场力、表面张力和高分子链的缠结作用。
在静电纺丝过程中，高分子溶液或熔体被置于一个强静电场中。
当电场强度足够大时，液体表面电荷密度增加，形成泰勒锥。
随着电荷的不断积累，电场力克服表面张力，使得泰勒锥的尖端形成射流。
射流在电场力的作用下被迅速拉伸，同时溶剂挥发或熔体冷却固化，最终形成纳米级纤维。
在这个过程中，高分子链的缠结作用也起到了关键作用。
高分子链之间的缠结使得纤维在拉伸过程中保持一定的结构稳定性，防止纤维断裂。
缠结作用还有助于纤维在接收装置上的沉积和收集。
静电纺丝技术具有操作简便、纤维直径可控、可制备多种材料等优点，因此在纳米材料制备、生物医用、环境保护等领域具有广泛的应用前景。
通过深入研究静电纺丝纳米纤维的工艺原理，可以进一步优化纺丝过程，提高纤维的性能和产量，为相关领域的科技进步做出贡献。
三、静电纺丝纳米纤维的现状静电纺丝技术自其诞生以来，在纳米纤维制备领域已经取得了显著的进展，并逐渐发展成为一种高效、可控的纳米纤维生产方法。
目前，静电纺丝纳米纤维的研究与应用已经涉及到了众多领域，如环境保护、生物医疗、能源科技、纺织工程等。
国内外静电纺丝技术的研究进展
提 高了静电纺丝的产率 ，但仍有很多问题亟待解决 。本文主要介绍了静 电纺丝技术的发展进程及面临的问题 。
关键 词 ：静 电纺丝；纳米纤维 ；技术进展 中图分类号 ：Ｔ Ｑ ３ ４ ０ ． ６ ５ 文献标识码 ：Ａ
Ｌ ａ ｔ ｅ ｓ ｔ Ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｎ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｓ ｐ ｉ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｔ Ｈ ｏ ｍｅ ａ ｎ ｄ Ａｂ ｒ ｏ ａ ｄ
１ 国内外静电纺 丝技 术的理论研究现 状
静电纺丝过程中的带电聚合物 ， 在电场力、 表面张力和
黏 弹力的 共 同作用下 ， 会发 生 形 变， 由圆形 变 为椭 圆形 ， 进 而变 为锥 形。 当电场力增大 到一定程 度时 ， 聚合 物就会在 锥
液 的粘弹 性 、 电荷分布 以及溶 液 的表 面 张力是 影 响珠 丝 形 成的关键 因素 。 Ｊ ． Ｍ． Ｄ ｅ ｔ ｉ ｚ ｅ ｌ 等 在工艺 参数 对 纤维尺寸 的影 响的研 究 中 发现 ， 纺丝电压和溶 液浓 度是最 重要 的工艺参 数。 纺丝电压
静电纺丝
静电纺丝技术的应用及其发展前景材料成型09-3 陈桂宏 14095543“静电纺丝”一词来源于“electrospinning”或更早一些的“electrostaticspinning”,国内一般简称为“静电纺”、“电纺”等等。
早在上世纪30年代就有人在电纺技术上申请了一系列的专利，是人们早已知晓的一项技术。
1934年，Formalas发明了用静电力制备聚合物纤维的实验装置并申请了专利，其专利公布了聚合物溶液如何在电极间形成射流，这是首次详细描述利用高压静电来制备纤维装置的专利，被公认为是静电纺丝技术制备纤维的开端。
但是，由于静电纺丝的可生产性较低，并没有引起人们的注意，直到近十年，由纳米技术的迅速发展，静电纺丝才再次引起世界各国研究学者的关注，并逐渐成为世界上用得到的最普遍生产纳米纤维的方法。
通过静电纺丝技术制备纳米纤维材料是近十几年来世界材料科学技术领域的最重要的学术与技术活动之一。
静电纺丝以其制造装置简单、纺丝成本低廉、可纺物质种类繁多、工艺可控等优点，已成为有效制备纳米纤维材料的主要途径之一。
图 1 静电纺丝装置图1 静电纺丝技术原理及影响因素静电纺丝的基本原理是:聚合物溶液或熔体在高压静电的作用下,会在喷丝口处形成 Taylor锥,当电场强度达到一个临界值时,电场力就能克服液体的表面张力, 在喷丝口处形成一股带电的喷射流。
喷射过程中, 由于喷射流的表面积急速增大, 溶剂挥发, 纤维固化并无序状排列于收集装置上 ,从而得到我们需要的纳米纤维, 其装置图如图 1 所示。
电纺技术制备的纤维直径可以在数十纳米到数百纳米之间。
到目前为止, 已经报道有大约 100种聚合物利用静电纺丝技术制备出超细纳米纤维。
静电纺丝法的许多工艺参数相互密切联系,决定了纤维的直径大小和纤维的均匀性等性质。
影响静电纺丝过程的因素主要有两个方面, 一是溶液的性质,包括溶液粘度, 表面张力等; 二是电纺设备参数, 如外加电压, 收集装置之间的距离等。
静电纺丝技术在纺织品制造中的应用研究
静电纺丝技术在纺织品制造中的应用研究一、引言静电纺丝技术是一种重要的纺织品制造技术，通过利用静电力将纤维从液滴状态转变为纺丝状，其制备的纺丝具有较小的纤维直径和较大的比表面积，具有广泛的应用前景。
本文将对静电纺丝技术在纺织品制造中的应用进行研究。
二、静电纺丝技术概述静电纺丝技术是一种基于静电原理的纺丝技术，其主要原理是通过高压电场产生的静电力将纤维从溶液中拉伸出来，形成细丝状。
首先，将聚合物或其他溶液注入高压电场中的喷头，然后通过高压电场的作用，使溶液中的纤维在电场力的拉伸下形成细长的纺丝。
最后，纺丝被固化形成纤维束。
三、静电纺丝技术在纺织品制造中的应用1. 纺织品材料的制备静电纺丝技术可以用于制备各种纺织品材料，如纤维素纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯纤维等。
这些纤维材料具有较小的直径和较大的比表面积，可以用于制备高性能的纺织品。
此外，通过调整喷头和溶液的参数，可以制备出具有不同结构和性能的纺织品材料，如中空纤维、纳米纤维等。
2. 织物的加工与改性采用静电纺丝技术可以对织物进行加工与改性。
首先，通过静电纺丝技术制备得到的纤维可以直接用于织物的制作，形成具有良好柔软性和透气性的织物。
另外，纺丝过程中还可以添加其他物质，如纳米粒子、功能性化合物等，使纺织品具有特殊的性能，如抗菌、防水、耐热等。
此外，静电纺丝还可以制备出具有特殊结构的织物，如三维纺织品、多孔纺织品等。
3. 纺织品的功能性应用静电纺丝技术制备的纺织品具有较小的纤维直径和较大的比表面积，使其表面具有很高的活性和可操作性，可以用于实现纺织品的多种功能性应用。
例如，在医疗领域，可以应用静电纺丝技术制备出纳米纤维膜，用于伤口敷料、药物缓释等应用；在能源领域，可以制备出具有高效吸附性能的纤维材料，用于油水分离、脱硫等应用；在环境领域，可以制备出具有高效过滤性能的纺织品，用于空气净化、水处理等应用。
四、静电纺丝技术的挑战与展望虽然静电纺丝技术在纺织品制造中具有广泛的应用前景，但仍然面临一些挑战。
静电纺丝纳米纤维材料的性能研究
静电纺丝纳米纤维材料的性能研究随着纳米材料的发展，静电纺丝纳米纤维材料作为一种新兴材料备受关注。
静电纺丝技术是一项将高分子液体转化为超细纤维的过程，通过静电作用将液体拉伸成直径几乎与原子尺寸同等大小的纳米纤维。
这种纳米纤维的优异性质赋予它广泛的应用前景。
本文从静电纺丝纳米纤维材料的性能研究方面展开探讨。
一、力学性能研究静电纺丝纳米纤维材料的力学性能是其在实际应用中最为关键的一项指标。
研究表明，在静电纺丝纳米纤维的制备过程中，拉伸速度会对其力学性能产生影响。
在制备速度较慢的情况下，纳米纤维的拉伸过程会更充分，因此其力学性能更优。
同时，纳米纤维的拉伸过程中存在着复杂的形变，在大变形情况下，纤维会出现断裂、滑移等现象，因此，提高纤维的抗拉强度和延展性是静电纺丝纳米纤维材料力学性能研究的重点。
二、表面性质研究静电纺丝纳米纤维材料具有很高的比表面积和表面能，这使得其表面性质的研究也显得尤为重要。
研究表明，不同材料的纳米纤维表面性质存在差异。
材料表面的化学键、结晶性以及表面电荷密度等特性都会影响其表面性质。
此外，纳米纤维材料表面的亲水性和疏水性也是其研究的热点之一。
三、生物医学应用研究静电纺丝纳米纤维材料在生物医学应用领域有着广泛的应用前景。
其优异的力学性能和表面性质使得其在组织工程、细胞培养等领域发挥重要作用。
研究表明，在纳米纤维材料的表面覆盖上相应的生物大分子，例如生长因子、细胞黏附分子等，可以使其在细胞培养过程中具有更佳的细胞亲和性和细胞生长性能。
四、电学性能研究静电纺丝纳米纤维材料不仅在力学和表面性质方面具有优异的性质，同时在电学性能方面也显示出其独特的特点。
其高比表面积和纳米级直径，使其在电学性能方面表现出超过传统材料的优异性能，例如超高的电导率、介电常数等。
基于其优异的电学性能，静电纺丝纳米纤维材料在传感器、生物电子学等领域的应用呈现出广阔的应用前景。
总之，静电纺丝纳米纤维材料拥有广泛的应用前景。
静电纺丝专利申请的现状分析
国别
中国 美国 日本 韩国 德国 捷克 中国台湾 英国 其它
数量 /件 419 353 257 208 44 37 27 20 103
比例，% 28． 54 24． 05 17． 51 14． 17
3． 00 2． 52 1． 84 1． 36 7． 02跃的
1 静电纺丝专利技术的起源与发展 通常认为，静电纺丝技术起源于 20 世纪 30
年代［3］，但 在 欧 洲 专 利 数 据 库 中 的 检 索 结 果 显 示，1899 年 10 月由发明人 Charles S Farquhar 和 Ambrose Eastman 提出申请并于 1902 年 2 月公开 的美国专利 US692631A 中报道了一种特别的纤 维生产设备和工艺［4］，其利用静电场发生器产生 的高强度静电场，将由喷丝头喷出的纺丝原液牵 引形成纤维丝束，并卷绕在不断旋转的接收轮上。 该专利设备可以被认为是现代针头注射式静电纺 丝机的原型。
前 8 位申请人的专利申请总量达到了 293 族，占 全部样本（ 1405 族） 的 20． 85% ，见表 3。从表 3 还可看出，东华大学以 98 族的申请量领先其他申 请人，在国内外均显示出绝对的数量优势，也为我 国成为该领域专利申请的第一大国做出了决定性 的贡献。对比之下，传统的申请大国美国则显示 出弱势。仅有一位申请人进入榜单且居于末位。
表 2 2000—2010 年静电纺丝外文专利申请国统计
Tab． 2 Statistics of foreign language patents on electrospinning process by applicant state over 2000 － 2010
排名 1 2 3 4 5 6 7 8 9
静电纺丝技术及其研究进展
静电纺丝技术的未来发展
静电纺丝技术的未来发展
静电纺丝技术未来的发展将聚焦于提高生产效率、拓展应用领域以及实现绿 色生产等方面。具体来说，以下几个方面值得：
静电纺丝技术的未来发展
1、生产效率：提高生产效率是静电纺丝技术的重要发展方向。未来可以通过 优化生产工艺、引入新型设备等方式提高静电纺丝技术的生产效率，以满足日益 增长的市场需求。
静电纺丝技术的原理与特点
静电纺丝技术的原理与特点
静电纺丝技术是一种利用静电场牵引高分子流体进行定向排列和固化成纤维 的方法。在静电纺丝过程中，高分子流体受到静电场的牵引力，会在负电极表面 形成一层液膜，液膜在静电场中会逐渐变薄并最终固化成纤维。静电纺丝技术具 有以下特点：
静电纺丝技术的原理与特点
1、可制备纳米级纤维材料：静电纺丝技术可以制备出直径为纳米级别的纤维 材料，具有极高的比表面积和孔隙率，有利于提高材料的吸附性能和过滤效率。
静电纺丝技术的原理与特点
2、适用范围广泛：静电纺丝技术可以用于制备各种高分子材料、金属材料和 无机材料等，具有广泛的适用性。
静电纺丝技术的原理与特点
3、生产效率高：静电纺丝技术可以实现大规模生产，有利于降低生产成本和 推广应用。
静电纺丝技术的研究进展
1、静电纺丝技术的分类及其法
静电纺丝技术根据纺丝液的物理状态可以分为溶液静电纺丝和熔体静电纺丝 两种。溶液静电纺丝是将高分子溶液通过注射器注入到电场中，然后高分子溶液 在电场中形成纤维；熔体静电纺丝是将高分子材料加热到熔点以上，通过喷头形 成细丝，然后在电场中固化成纤维。
静电纺丝技术的分类
2、熔体静电纺丝：熔体静电纺丝是将高分子材料加热到熔点以上，然后通过 静电场的作用拉伸成丝。该方法适用于制备高温性能优良的纤维材料。熔体静电 纺丝的优点是可加工温度高，缺点是对于热敏性材料可能会导致热损伤。
国外防静电行业的现状及未来发展趋势_概述及解释说明
国外防静电行业的现状及未来发展趋势概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文旨在对国外防静电行业的现状及未来发展趋势进行概述和解释说明。
静电问题是许多行业普遍存在的难题，不仅影响了设备正常运行，还可能引发火灾、爆炸等安全事故。
因此，防静电技术的应用成为各个行业关注的焦点。
1.2 文章结构文章分为五个主要部分：引言、国外防静电行业的现状、国外防静电行业的发展趋势、未来发展机遇与挑战以及结论与建议。
在“国外防静电行业的现状”部分中，将介绍该行业的背景，并详细探讨国外防静电技术在各个应用领域中的应用情况。
同时，还将进行关键市场参与者的分析，了解当前市场上主要竞争对手以及他们所提供的技术和产品。
接着，在“国外防静电行业的发展趋势”部分中，将重点探究该行业未来技术创新和发展方向，并根据市场需求变化进行前景展望。
此外，还将分析环境法规对该行业发展的影响，旨在预测其对防静电技术的推动和限制。
随后，在“未来发展机遇与挑战”部分中，将讨论新兴技术所带来的机遇，并分析竞争压力和市场风险。
同时，还将预测合作与合并趋势，并分析它们可能对行业产生的影响。
最后，在“结论与建议”部分中，将总结本文主要发现，并给出针对该行业未来发展的策略建议。
同时，也会指出研究存在的限制以及需要进行的后续工作方向。
1.3 目的本文的目的是为读者提供一个全面了解国外防静电行业现状和未来发展趋势的综述。
通过对各个方面的解析和说明，读者能够更好地把握国外防静电行业所面临的机遇和挑战，并为其未来决策提供参考和指导。
2. 国外防静电行业的现状：2.1 行业背景介绍：国外防静电行业是指专注于研发、生产和销售与防止静电有关的设备、材料和解决方案的公司和组织。
随着科技的不断发展，静电问题在各个领域中都变得越来越重要。
因此，国外防静电行业正在蓬勃发展，为解决静电问题提供了丰富多样的产品和服务。
2.2 国外防静电技术应用领域：国外防静电技术广泛应用于诸多行业和领域。
静电纺丝文献综述
学号：北京化工大学毕业设计开题报告题目：学院：材料科学与工程学院专业：班级：姓名：指导教师：专业负责人：指导老师意见：指导老师签字：日期: 年月日日期：年月日静电纺丝文献综述摘要：静电纺丝技术自从2000年以后进入快速发展期，论文和专利都成指数型增长。
目前，研究的现状从这些研究的内容看，研究主要围绕静电纺丝的应用、工业化、原理三个方面。
同时，在医用材料领域，静电纺丝也逐步展开了研究。
关键词：静电纺丝，研究现状，医用材料Abstract:Electrospinning develops rapidly that papers and patents increase exponentially since 2000. The research status focus on applications, industrialization and principle. Meanwhile, electrospinning research on biomaterials is springing up.Key words: electrospinning, research status, biomaterials application1 静电纺丝发展目前常用的制备纤维的方法有拉伸法、模板法、相分离法和静电纺丝法。
其中，静电纺丝法制备纤维因其操作简单、适用较广和成本低而广泛被使用在纺丝领域。
静电纺丝是A.Formhals在1934年发明[1]。
在1938年至1944年期间，随着A.Formhals 对静电纺丝技术的进一步改进和对静电纺丝原理的探究[2-7]，静电纺丝技术得到了进一步的发展。
1969年，Taylor发现了Taylor锥[8]，对静电纺丝的原理进行了进一步的丰富。
1971年，杜邦公司利用静电纺丝制备了PAN亚纳米纤维。
1981年，美国Ethicon 公司研究了静电纺丝技术在医学领域的应用[9]。
静电纺特殊结构纳米纤维的研究现状
基金项目: 陕西省教育厅专项科研计划项目( 18JK0356) ;
1. 1 多孔结构
多孔结构纳米纤维表现为纤维内部或表面含
收稿日期: 2020-11-16; 修改稿收到日期:2021- 01-27。
陕西省自然科学基础研究计划项目(2019JQ-856) 。
∗ 通信联系人。 E-mail:maoxue@ xpu. edu. cn。
料的形态和尺寸要求高,工艺复杂,且去除模板造
米纤维整体比表面积及孔隙率等,可广泛应用于
域。 在静电纺多孔纳米纤维的研究中,根据成孔
机理不同可分为液相分离致孔和固相分离致孔。
1. 1. 1 液相分离致孔
静电纺 丝 过 程 中 液 相 成 分 ( 溶 剂 或 非 溶 剂
成资源的浪费;相分离法工艺可控性差,制备周期
( CS) [44] 、 PVDF [45] 及 聚 间 苯 二 甲 酸 间 苯 二 胺
( PMIA) [46] 、PAN [47] 等,如 LIU H 等 [47] 通过添加
四丁基 氯 化 铵 ( TBAC) 或 改 变 环 境 湿 度 制 备 了
64
用克肯达尔效应 [30] 将静电纺纤维在高温下煅烧
聚合物与溶剂发生相分离,溶剂富集相转变为网
发现提高升温速率有利于中空结构的形成,其原
的力、加快聚合物与溶剂相分离是影响形成蛛网
制得了纯 SnO 2 和银掺杂 SnO 2 中空纳米纤维,并
因是由于煅烧温度升高后,两组分的扩散速率不
孔而形成蛛网结构 [33] 。 因此,改变带电液滴所受
综述与专论
合 成 纤 维 工 业, 2021,44( 2 ) : 62
CHINA SYNTHETIC FIBER INDUSTRY
静电纺丝技术的影响因素及应用研究综述
静电纺丝技术的影响因素及应用研究综述【摘要】静电纺丝技术是一种通过电荷作用实现纤维制备的技术，其影响因素包括溶液性质、电场参数、喷丝工艺等。
静电纺丝技术在纺织、医药和能源领域有广泛应用，可制备纳米纤维、医用敷料、传感器等产品。
未来发展方向包括提高产率、降低成本、优化纤维性能；应用前景展望广阔，可为纺织品功能化、医疗器械创新、新能源材料等领域提供新思路；挑战与机遇并存，需要克服技术难题、推动产业化进程，抓住市场机遇，实现静电纺丝技术的更广泛应用和推动行业发展。
【关键词】静电纺丝技术、影响因素、应用研究、原理、纺织领域、医药领域、能源领域、未来发展方向、应用前景、挑战与机遇。
1. 引言1.1 静电纺丝技术的影响因素及应用研究综述静电纺丝技术是一种利用静电场作用下的高分子拉伸成纤维的制备方法，其广泛应用于纺织、医药、能源等领域。
静电纺丝技术的影响因素主要包括溶液性质、电场参数、喷丝距离等。
溶液性质对纤维形成、直径大小有重要影响，而电场参数如电压、电流密度则影响纤维的拉伸和喷射速度，喷丝距离会影响纤维的牵拉和拉伸成型。
在纺织领域，静电纺丝技术被应用于生产各种功能纤维，如防静电纱线、滤料纱线等。
在医药领域，静电纺丝技术被用于制备医用纳米纤维薄膜，用于药物缓释、伤口治疗等。
在能源领域，静电纺丝技术被用于制备纳米纤维电极材料、纳米纤维光伏材料等。
未来的发展方向将主要集中在提高纤维制备的效率和性能，并不断拓展静电纺丝技术在新领域的应用。
静电纺丝技术有着广阔的应用前景，但也面临着技术挑战，如纤维直径分布控制、成型工艺稳定性等，但这些挑战也为技术的进一步创新带来了机遇。
通过不断的技术创新和应用拓展，静电纺丝技术将会在更多领域展现出其巨大的潜力。
2. 正文2.1 静电纺丝技术的原理静电纺丝技术的原理是利用静电场将高分子溶液或熔融高分子从细孔中喷出，经过拉伸和固化，最终形成纤维。
具体来说，静电纺丝技术是通过将高分子溶液或熔融高分子注入到带电的喷嘴中，利用静电场将高分子拉伸并喷出，形成纤维。