自供电式电纺装置及新型电纺纤维的应用

发布时间：2017-09-09 05:27

  本文关键词：自供电式电纺装置及新型电纺纤维的应用

  更多相关文章： 静电纺丝 自供电 拉伸传感器 彩色纳米纤维膜

【摘要】：静电纺丝法是一种制备微纳米纤维的方法。与其他制备微纳米纤维的技术方法相比,因其原理、设备和操作都比较简单,产物丰富、适用性广,近年来得到了广泛研究。近年来,随着静电纺丝技术的发展,对于电纺装置及其产物的要求越来越高。因此,本文基于静电纺丝技术原理,对于新型静电纺丝技术和纺丝产品进行了探讨和研究。首先,我们通过用手摇式静电起电机代替传统电纺装置的高压电源,组装了自供电式电纺装置SPEA。研究了该装置在不同转动圈数、转动手柄的不同速度,以及不同纺丝距离下的纺丝效果;同时,使用高速摄像机对纺丝过程进行了拍摄,发现SPEA的纺丝过程和传统静电纺丝过程非常相似;使用该装置成功制备了PS、PCL、PLA等多种高聚物纳米纤维膜。实验结果表明,这种新型自供电式静电纺丝装置具有良好的稳定性、可靠性和可重复性,该装置不仅可以用于实验室来制备纳米纤维,也可以作为一种纳米纤维制备的演示装置。除此之外,由于该装置具有很好便携性和适用性,在伤口愈合和快速止血等方面也有着很大的应用前景。其次,我们通过在预拉伸柔性PDMS衬底上电纺有序排列纤维结构,当衬底预应变释放恢复原长之后,得到有序排列扭曲结构纤维阵列。由于预应变存在于柔性衬底中,因此在控制柔性衬底预拉伸程度的基础上,纤维阵列在应用时的最大拉伸程度可以得到精确控制,以达到保护最终器件的目的。在此基础上,我们测试了基于该纤维阵列的柔性可拉伸应变传感器的电学性能,发现在0-5%范围内拉伸过程中,电流-电阻(I-V)曲线基本都呈线性关系。同时,该器件具有良好的稳定性和可重复性。我们相信该结果对于提供柔性可拉伸器件新的制备方法以及拓宽静电纺丝技术的应用将是非常有意义的。最后,我们通过先染后纺(CSE)的方式制备了掺杂不同阳离子染料颜色各异的PVB纳米纤维膜,测量表明,该染色方式制备的彩色纤维膜的均匀性和稳定性都很好,CSE的染色过程对于工业上制备彩色纳米纤维膜很有价值。在掺杂不同浓度阳离子染料时,纤维的平均直径随着掺杂量的增加而减小,从而导致着色的均匀性变好和纤维膜的水接触角增大,疏水的彩色PVB纳米纤维膜可用于防护衣和防腐上。
【关键词】：静电纺丝 自供电 拉伸传感器 彩色纳米纤维膜
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ340.64;TB383.1
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-6
• 第1章 引言6-14
• 1.1 纳米材料概述6-7
• 1.2 静电纺丝技术概述7-11
• 参考文献11-14
• 第2章 自供电式静电纺丝装置14-24
• 2.1 背景介绍14-15
• 2.2 实验部分15-16
• 2.2.1 实验药品与仪器15-16
• 2.2.2 实验过程16
• 2.3 结果与讨论16-20
• 2.3.1 自组装SPEA装置结构16-17
• 2.3.2 SPEA的纺丝过程17-18
• 2.3.3 SPEA的纺丝参数18-19
• 2.3.4 SPEA电纺其它聚合物以及应用领域19-20
• 2.4 本章小结20-21
• 参考文献21-24
• 第3章 静电纺丝法诱导制备柔性可拉伸应变传感器24-35
• 3.1 背景介绍24-27
• 3.2 实验部分27
• 3.2.1 实验药品与仪器27
• 3.2.2 实验过程27
• 3.3 结果与讨论27-30
• 3.3.1 制备有序排列扭曲结构微纳米纤维阵列27-29
• 3.3.2 有序排列扭曲结构微纳米纤维阵列的电学性能29-30
• 3.4 本章小结30-31
• 参考文献31-35
• 第4章 静电纺丝法制备彩色PVB纳米纤维膜及其疏水性质35-47
• 4.1 背景介绍35-36
• 4.2 实验部分36-37
• 4.2.1 实验药品与仪器36
• 4.2.2 实验过程36-37
• 4.3 结果与讨论37-43
• 4.3.1 颜色测量37-38
• 4.3.2 匀染性测量38-40
• 4.3.3 着色稳定性测量40-41
• 4.3.4 红外光谱测量41-42
• 4.3.5 SEM拍摄分析42-43
• 4.3.6 疏水性能测试43
• 4.4 本章小结43-44
• 参考文献44-47
• 总结47-48
• 攻读学位期间的研究成果48-50
• 致谢50-51

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