静电纺丝介绍
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Ag-ZnO Heterostructured Nanofibers
静电纺丝制备无机物无机物复合纳米纤维
主要研究方向：
1控控制在几纳米 2 纳米纤维形貌的调控 3制备出多孔聚合物纳米纤维 4实验室所用静电纺丝装置制备的纳 米纤维效率极低 5developing
my fantasitic ideas
溶剂参数
挥发性 导电性 增加导致纤维产生多孔结构 纤维直径下降
溶液参数
浓度（黏度） 表面张力 导电性
ห้องสมุดไป่ตู้
升高纤维直径上升（黏度过低，得到微球；黏度过高，不连续）
纤维直径上升，生成串珠结构概率增加
纤维直径下降，但纤维直径分布变宽
1. Ultra fine Fibers Electrospun from Biodegradable Polymers 2. Micr-and Nanostructured Surface Morphologyon Electrospun Polymer Fibers 3. Ultrafine Fibrous Cellulose Membranes from Electrospinning of Cellulose Acetate 过程控制参数
Core-Sheath Structure in Electrospun Nanofibers from Polymer Blends
（2)Bazilevsky等发现，将PMMA和PAN的混合溶液在 DMF溶液中静电纺丝制的的纤维可以用于增强韧光固化 树脂
静电纺丝制备聚合物无机物纳米纤维
• Enhanced Photocatalysis of Electrospun
the current situation and future of electrospinning
静电纺丝方法则能够纺出超细的纤维,直径最小可至1 nm。静 电纺丝技术与传统纺丝技术有着明显的不同,即静电纺丝技术通 过静电力作为牵引力来制备超细纤维。在静电纺丝工艺过程中, 将聚合物熔体或溶液加上几千至几万伏的高压静电,从而在毛细 管和接地的接收装置间产生一个强大的电场力。当电场力施加 于液体的表面时,将在表面产生电流。相同电荷相斥导致了电场 力与液体的表面张力的方向相反。这样,当电场力施加于液体的 表面时,将产生一个向外的对于一个半球形状的液滴,这个向外 的力就与表面张力的方向相反。如果电场力的大小等于高分子 溶液或熔体的表面张力时,带电的液滴就悬挂在毛细管的末端并 处在平衡状态。随着电场力的增大,在毛细管末端呈半球状的液 滴在电场力的作用下将被拉伸成圆锥状,这就是Taylor锥。当电 场力超过一个临界值后,排斥的电场力将克服液滴的表面张力形 成射流,而在静电纺丝过程中,液滴通常具有一定的静电压并处 于一个电场当中,因此,当射流从毛细管末端向接收装置运动的 时候,都会出现加速现象,这也导致了射流在电场中的拉伸,最终 在接收装置上形成无纺布状的纳米纤维
电压↑ 流速 ↑ 接收距离↑ 纤维直径先下降，然后上升 纤维直径上升（但如果流速过大，生成串珠结构纤维）
纤维直径下降（接收距离过近，溶剂挥发不完全，纤维扁平
环境参数
温度↑ 湿度 ↑ 空气流动↑ 纤维直径降低 在纤维表面形成多孔结构 加快溶剂挥发，可能形成多空纤维，同时使纤维直径上升
同轴静电纺丝
1.核-壳结构纤维 2.中空结构纤维：通常是具有核壳结构的纤维经过萃取或 者煅烧的过程来获得的。 PVP和钛酸异丙醇酯的乙醇溶液和矿物油分别作为内流 体和外流体，经过同轴静电纺丝和辛烷萃取除去芯层的矿 物油得到中空结构 Larsen以一种欲交联的无机物凝胶为壳层，不加入高分 子材料，以不混溶的橄榄油或甘油为芯层，然后高温除去 芯层的橄榄油或者甘油 Yu以合成好的纳米分子筛为骨架，PVP为粘结剂，液体 石蜡为内流体，制备了同时具有微孔，介孔，大孔的分子 筛
高压静电纺丝制备聚合物纳米纤维
• 单组份聚合物纤维（PS,PEG,PVA,PAN,PLA)
（1）Sakai等将脂肪酶粉末悬浮在PS/DMF溶液中，然 后通过经典纺丝得到载有活性酶的PS无纺纳米膜，在 水化状态下，发现该膜可以使（S)-缩水甘油与乙烯基 正丁酯之间发生酯交换反应转变为缩水甘油正丁酯的 速率提高47倍 （2)Ren等将具有使细菌失活作用当得3-N-乙酰苯胺载 入到静电纺丝PAN纤维中，使得PAN纤维膜具有了抗 微生物性 （3)The effects of solution properties and
polyelectrolyte on electrospinning of ultrafine poly(ethyleneoxide) fibers
多组分聚合纤维
（1）Wei等通过聚苯胺和PS或PA共 混溶液的静电纺丝得到以导电性聚苯胺为核，以PS或PA 为壳的核壳结构，这种独特的核壳结构使纤维具有了导电 性，可用于纳米电子器件
1.静电纺丝技术及其应用
2.静电纺丝聚合物纤维的研究进 展 3.静电纺丝制备有序纳米纤维最 新进展 4.静电纺丝制备有序纳米纤维的 研究进展
工艺参数
聚合物参数
相对分子质量 聚合物种类 聚合物溶解性
纤维直径和形貌的变化
高相对分子质量更适合静电纺丝 溶解性增加分子链更加舒展，相互缠结，利于纤维的形成
• 制备出多层的核壳结构，类似一层一层的
夹心结构，每一层的夹心成分体现出的化 学性质各不相同 • 制备多孔纳米结构材料，控制改变孔的形 状，比如菱形，三角型。并且再控制孔径 的大小，这种棱形结构可以有效阻止圆形 微粒的进入，提高光催化能力等等 • Think。。。。。。。。
1.Mesoporous TiO2/SiO2 composite nanofibers with selective photocatalytic properties 2. LiCoO2–MgOcoaxialfibers:coelectrospunfabrication,characterization Andelectrochemicalproperties 3.利用同轴静电纺丝制备介孔TiO2中空纤维 4. Coaxial Electrospinning of Self-HealingCoatings Park和Braun利用同轴纺丝将具有自修复功能的聚 合物二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane)包裹在 PVP中，制备了具有自修复功能的纤维。 5. Electrospinning of nanofiberswith coresheath,hollow,orporousstructures
静电纺丝制备无机物无机物复合纳米纤维
主要研究方向：
1控控制在几纳米 2 纳米纤维形貌的调控 3制备出多孔聚合物纳米纤维 4实验室所用静电纺丝装置制备的纳 米纤维效率极低 5developing
my fantasitic ideas
溶剂参数
挥发性 导电性 增加导致纤维产生多孔结构 纤维直径下降
溶液参数
浓度（黏度） 表面张力 导电性
ห้องสมุดไป่ตู้
升高纤维直径上升（黏度过低，得到微球；黏度过高，不连续）
纤维直径上升，生成串珠结构概率增加
纤维直径下降，但纤维直径分布变宽
1. Ultra fine Fibers Electrospun from Biodegradable Polymers 2. Micr-and Nanostructured Surface Morphologyon Electrospun Polymer Fibers 3. Ultrafine Fibrous Cellulose Membranes from Electrospinning of Cellulose Acetate 过程控制参数
Core-Sheath Structure in Electrospun Nanofibers from Polymer Blends
（2)Bazilevsky等发现，将PMMA和PAN的混合溶液在 DMF溶液中静电纺丝制的的纤维可以用于增强韧光固化 树脂
静电纺丝制备聚合物无机物纳米纤维
• Enhanced Photocatalysis of Electrospun
the current situation and future of electrospinning
静电纺丝方法则能够纺出超细的纤维,直径最小可至1 nm。静 电纺丝技术与传统纺丝技术有着明显的不同,即静电纺丝技术通 过静电力作为牵引力来制备超细纤维。在静电纺丝工艺过程中, 将聚合物熔体或溶液加上几千至几万伏的高压静电,从而在毛细 管和接地的接收装置间产生一个强大的电场力。当电场力施加 于液体的表面时,将在表面产生电流。相同电荷相斥导致了电场 力与液体的表面张力的方向相反。这样,当电场力施加于液体的 表面时,将产生一个向外的对于一个半球形状的液滴,这个向外 的力就与表面张力的方向相反。如果电场力的大小等于高分子 溶液或熔体的表面张力时,带电的液滴就悬挂在毛细管的末端并 处在平衡状态。随着电场力的增大,在毛细管末端呈半球状的液 滴在电场力的作用下将被拉伸成圆锥状,这就是Taylor锥。当电 场力超过一个临界值后,排斥的电场力将克服液滴的表面张力形 成射流,而在静电纺丝过程中,液滴通常具有一定的静电压并处 于一个电场当中,因此,当射流从毛细管末端向接收装置运动的 时候,都会出现加速现象,这也导致了射流在电场中的拉伸,最终 在接收装置上形成无纺布状的纳米纤维
电压↑ 流速 ↑ 接收距离↑ 纤维直径先下降，然后上升 纤维直径上升（但如果流速过大，生成串珠结构纤维）
纤维直径下降（接收距离过近，溶剂挥发不完全，纤维扁平
环境参数
温度↑ 湿度 ↑ 空气流动↑ 纤维直径降低 在纤维表面形成多孔结构 加快溶剂挥发，可能形成多空纤维，同时使纤维直径上升
同轴静电纺丝
1.核-壳结构纤维 2.中空结构纤维：通常是具有核壳结构的纤维经过萃取或 者煅烧的过程来获得的。 PVP和钛酸异丙醇酯的乙醇溶液和矿物油分别作为内流 体和外流体，经过同轴静电纺丝和辛烷萃取除去芯层的矿 物油得到中空结构 Larsen以一种欲交联的无机物凝胶为壳层，不加入高分 子材料，以不混溶的橄榄油或甘油为芯层，然后高温除去 芯层的橄榄油或者甘油 Yu以合成好的纳米分子筛为骨架，PVP为粘结剂，液体 石蜡为内流体，制备了同时具有微孔，介孔，大孔的分子 筛
高压静电纺丝制备聚合物纳米纤维
• 单组份聚合物纤维（PS,PEG,PVA,PAN,PLA)
（1）Sakai等将脂肪酶粉末悬浮在PS/DMF溶液中，然 后通过经典纺丝得到载有活性酶的PS无纺纳米膜，在 水化状态下，发现该膜可以使（S)-缩水甘油与乙烯基 正丁酯之间发生酯交换反应转变为缩水甘油正丁酯的 速率提高47倍 （2)Ren等将具有使细菌失活作用当得3-N-乙酰苯胺载 入到静电纺丝PAN纤维中，使得PAN纤维膜具有了抗 微生物性 （3)The effects of solution properties and
polyelectrolyte on electrospinning of ultrafine poly(ethyleneoxide) fibers
多组分聚合纤维
（1）Wei等通过聚苯胺和PS或PA共 混溶液的静电纺丝得到以导电性聚苯胺为核，以PS或PA 为壳的核壳结构，这种独特的核壳结构使纤维具有了导电 性，可用于纳米电子器件
1.静电纺丝技术及其应用
2.静电纺丝聚合物纤维的研究进 展 3.静电纺丝制备有序纳米纤维最 新进展 4.静电纺丝制备有序纳米纤维的 研究进展
工艺参数
聚合物参数
相对分子质量 聚合物种类 聚合物溶解性
纤维直径和形貌的变化
高相对分子质量更适合静电纺丝 溶解性增加分子链更加舒展，相互缠结，利于纤维的形成
• 制备出多层的核壳结构，类似一层一层的
夹心结构，每一层的夹心成分体现出的化 学性质各不相同 • 制备多孔纳米结构材料，控制改变孔的形 状，比如菱形，三角型。并且再控制孔径 的大小，这种棱形结构可以有效阻止圆形 微粒的进入，提高光催化能力等等 • Think。。。。。。。。
1.Mesoporous TiO2/SiO2 composite nanofibers with selective photocatalytic properties 2. LiCoO2–MgOcoaxialfibers:coelectrospunfabrication,characterization Andelectrochemicalproperties 3.利用同轴静电纺丝制备介孔TiO2中空纤维 4. Coaxial Electrospinning of Self-HealingCoatings Park和Braun利用同轴纺丝将具有自修复功能的聚 合物二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane)包裹在 PVP中，制备了具有自修复功能的纤维。 5. Electrospinning of nanofiberswith coresheath,hollow,orporousstructures