干噴濕法靜電紡絲研究進(jìn)展_遲冰

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1、合成纖維工業(yè),2010,33(3):45綜述與專論CHINASYNTHETICFIBERINDUSTRY干噴濕法靜電紡絲研究進(jìn)展遲冰俞昊朱美芳(東華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院纖維改性國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海201620)摘要:介紹了干噴濕法靜電紡絲原理;分析了干噴濕法靜電紡絲與干法靜電紡絲的區(qū)別;綜述了干噴濕法靜電紡絲在制備纖維素、聚苯胺、聚己內(nèi)酯等超細(xì)纖維中的應(yīng)用研究進(jìn)展。指出干噴濕法靜電紡絲主要適用于不易揮發(fā)性溶劑;干噴濕法靜電紡絲應(yīng)進(jìn)一步改進(jìn)靜電紡絲收集方法或設(shè)備,控制適宜的工藝參數(shù),可得到納米纖維。同時(shí),要加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)化方面的研發(fā)工作。關(guān)鍵詞:靜電紡絲

2、干噴濕法原理應(yīng)用進(jìn)展中圖分類號(hào):TQ340.64文獻(xiàn)識(shí)別碼:A文章編號(hào):1001-0041(2010)03-0045-04靜電紡絲是高聚物熔體或溶液在外加電場作2干噴濕法與干法靜電紡絲的區(qū)別用下連續(xù)生成直徑在微米至納米級(jí)超細(xì)纖維的過干法靜電紡絲是指紡絲過程中,以空氣為紡[1][2]程。目前已經(jīng)所研究的有溶液靜電紡絲法絲介質(zhì),在一定的紡絲溫度、一定的靜電壓以及一[3]和熔融靜電紡絲法。溶液靜電紡絲法由于其定的紡絲距離下,以接收板或旋轉(zhuǎn)滾筒作為接收設(shè)備簡易、操作簡單、應(yīng)用廣泛而被作為主要的靜裝置,通過紡絲體系發(fā)生相分離析出高聚物,不經(jīng)電紡絲方法。溶液靜

3、電紡絲根據(jù)其收集介質(zhì)的不任何凝固浴,直接收集所紡獲得纖維,經(jīng)洗滌去除同主要分為干法和干噴濕法兩種。溶劑并干燥后得最終纖維。而干噴濕法靜電紡絲作者介紹了干噴濕法靜電紡絲及其與干法靜法紡絲裝置的收集器為有機(jī)溶劑凝固浴。紡絲過電紡絲的區(qū)別,綜述了干噴濕法靜電紡絲的應(yīng)用程中,紡絲溶液在外電場作用下形成射流,進(jìn)入凝研究進(jìn)展。固浴,射流在凝固浴中固化成纖,得到超細(xì)纖維。從溶劑選用角度來看,干法靜電紡絲過程中,1干噴濕法靜電紡絲原理紡絲溶液的配制選用的溶劑多為揮發(fā)性有機(jī)溶干噴濕法靜電紡絲過程主要由注射推進(jìn)裝劑,如丙酮、苯、二氯甲烷、二甲基甲酰胺(DMF)、[4]

4、[5]置、靜電發(fā)生器和凝固浴接受裝置3部分組成。二甲基乙酰胺(DMAc)等。而在干噴濕法靜電把裝有高分子溶液或者熔體的注射器安裝到微量紡絲過程中,紡絲溶液的配制選用的溶劑大多含推進(jìn)裝置,注射器的前端裝有內(nèi)徑零點(diǎn)幾毫米的有不易揮發(fā)的有機(jī)溶劑,在紡絲過程中不能完全[6]針頭,針頭是與能夠提供幾萬伏特的高壓發(fā)生器揮發(fā),如大多數(shù)金屬鹽溶液、室溫離子液體等。的正極相連的,負(fù)極與凝固浴接受裝置相連,針頭永康樂業(yè)靜電紡絲設(shè)備www.ucalery.com和凝固浴之間的距離可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要控制3干噴濕法靜電紡絲應(yīng)用研究進(jìn)展在5~30cm。3.1應(yīng)用于纖維素纖維的制

5、備在高靜電場作用下,懸于注射器針尖的高分制備超細(xì)纖維素纖維常見的是以室溫離子液[7]子液滴形成Taylor錐,錐尖朝向負(fù)極接受裝置。體為溶劑而制得的。V.Gunaranjan等以乙醇為隨著靜電壓的繼續(xù)增加,高分子溶液將克服表面凝固浴,分別由纖維素/1-丁基-3-甲基咪唑氯化鹽張力作用噴射出來,這些噴射出來的溶液細(xì)流鞭和肝磷脂/1-乙基-3-甲基咪唑丙烯酸丁酯體系得動(dòng)射入凝固浴接受裝置。由于溶劑不能迅速揮到具有可降解性的高分子聚合物纖維氈。P.發(fā),溶液細(xì)流在進(jìn)入凝固浴前無法固化,只有溶液收稿日期:2009-09-20;修改稿收到日期:2010-03-

6、24。細(xì)流進(jìn)入凝固浴后,由于凝固浴成分對(duì)紡絲溶劑作者簡介:遲冰(1986)),女,碩士研究生。主要從事靜電的相溶性和對(duì)溶質(zhì)的不可溶性,溶劑迅速擴(kuò)散至紡絲超細(xì)纖維成形的研究工作(chibing1986331@126.凝固浴中,溶液細(xì)流固化成直徑在幾微米到幾納com)。米的超細(xì)纖維?；痦?xiàng)目:國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(50803012)。46合成纖維工業(yè)2010年第33卷[8]Kulpinski等發(fā)現(xiàn)用蒸餾水做凝固浴時(shí),由于纖3.2應(yīng)用于聚苯胺(PANI)纖維的制備維浮于靜止水面,無法和水有效接觸,凝固效果欠PANI由于其高相對(duì)分子質(zhì)量和難溶解性在佳,隨著

7、實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行,更多纖維堆積在原有未固化靜電紡方面一直難以實(shí)現(xiàn),故常將其與可紡好的的纖維上方,形成纖維素膜。因此,一方面在凝固聚合物共混進(jìn)行靜電紡絲,導(dǎo)致了纖維導(dǎo)電性能[14][15]浴中加入表面活性劑,促使纖維下沉,另一方面采下降。Q.Z.Yu等將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.6%~用流水做凝固浴,防止纖維積聚,獲得200~50019.1%的PANI溶于熱硫酸中配得紡絲溶液,以nm纖維。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0~30%的硫酸溶液作為凝固浴,紡[9-10]C.W.Kim等將纖維素紡于部分浸入凝得亞微米級(jí)纖維。不同濃度硫酸對(duì)纖維形態(tài)影響固劑的圓盤上,在接收過程中圓盤旋轉(zhuǎn),使收集在

8、較大,硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)(wHSO)為15%時(shí),PANI纖24圓盤上的纖維固化成形,可獲得網(wǎng)狀纖維素纖維。維表面存在大量不同大小