静电纺丝法制备醋酯纳米纤维的最新研究进展-合成纤维

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1、34合成纤维SyntheticFiberinChina2014年第43卷第6期静电纺丝法制备醋酯纳米纤维的最新研究进展1,211*2*2雷萍，刘志华，陈永宽，王峰，阳明书(1.云南省烟草化学重点实验室，云南烟草科学研究院，云南昆明650106；2.北京分子科学国家实验室，工程塑料重点实验室，中国科学院化学研究所，北京100190)摘要：采用静电纺丝法制备醋酯纳米纤维，既可以保留醋酯纤维的耐化学性和可生物降解性等优点，又具有纳米材料的高比表面积、高孔隙率和量子效应。综述了近几年国内外静电纺丝法制备纳米级醋酯纤维的最新研究进展，系统介绍了几种新型纳米纤维结构的制备方法、原理

2、及影响因素，同时对醋酯纳米纤维在吸附过滤方面的应用研究状况进行了概述，最后对静电纺丝法制备醋酯纤维的发展前景进行了展望。关键词：醋酯纤维；静电纺丝；纳米纤维；过滤；应用中图分类号：TQ341∶TQ340.649文献标志码：A文章编号：1001-7054(2014)06-34-07醋酯(CA)纤维是以纤维素和醋酸为原料经酯支架、防护服、过滤器、磁响应纤维等的首选技化反应得到的一种再生纤维素纤维，又称酯酸纤术。[1]维、乙酰纤维素，是纤维素衍生物中最早进行商近年来，CA已成为静电纺丝领域非常有应用品化生产的纤维素有机酯。CA具有天然、无毒、前景的材料，受到了科研人员的广泛关

3、注。采用静价格低廉、生物相容性和降解性好等优点，容易实电纺丝法制备CA纳米纤维，既保留了CA原有的现工业化生产，已广泛应用于制造纺织品、烟用滤耐化学性和可生物降解性等优点，又具有纳米材料[2]嘴丝束、药物释放载体、吸附过滤材料等方面。的高比表面积、高孔隙率和量子效应等特性。静CA用作纺丝原料时，主要采用传统的溶液纺丝法电纺CA纳米纤维已经应用到很多方面，如药物输[3][4][5][6]制备纤维丝束，所得纤维直径一般在微米级别(5~送、药物释放、组织工程、重金属去除、模[7]500μm)。版剂制备碳纳米纤维、抗菌材料等。目前，国内静电纺丝技术是一种利用高压静电制备纳米纤外

4、对CA纳米纤维的研究报道主要集中在制备CA维的方法。1938年，AFormhals首先发明了高压静纳米纤维的工艺条件和影响因素研究、CA纳米纤电纺丝技术，并用其生产CA纤维，自此成为纳米维的性能以及应用研究上。技术的研究热点。静电纺丝有别于传统的纺丝工本文对最近几年国内外静电纺丝法制备CA纳艺，可以得到亚微米和纳米级别的超细纤维(3nm~米纤维的研究进行了综述，系统介绍了几种新型5μm)，纤维连续且均匀，比表面积大，长纤维互CA功能性纳米纤维的制备方法，对CA纳米纤维在相搭建或缠绕形成三维网络结构，提高了静电纺丝过滤方面的应用研究状况进行了概述，最后对静电膜的孔隙率。这

5、些优异的特性使静电纺丝法成为制纺丝法制备CA纳米纤维的发展前景进行了展望。备功能型材料，如功能型纳米复合材料、组织工程1溶剂对静电纺CA纳米纤维的影收稿日期：2013-12-13响基金项目：云南中烟工业有限责任公司科技项目(2013FL05)。影响静电纺丝的因素有多种，主要分为纺丝溶作者简介：雷萍（1986—），女，汉族，博士，主要研究方向为静电纺丝法制备聚合物纳米复合材料。液体系和静电纺丝工艺参数两类。其中，静电纺丝*通讯联系人。工艺参数包括电压、纺丝液流速、喷丝口径、喷丝2014,43(6)雷萍，刘志华，陈永宽，等.静电纺丝法制备醋酯纳米纤维的最新研究进展35口与接

6、收板距离、环境条件(温度、湿度)等。纺丝关注静电纺丝技术，并对其提出了许多新的要求。溶液体系的影响主要体现在溶剂体系、溶液浓度、为满足不同领域对静电纺丝的需求，研究者们在传[8]电导率等方面。Qin等研究表明：溶剂体系对纤统静电纺丝技术基础上进行改革，开发出一系列新维的可纺性、性能和形貌影响最大。溶剂选择以及的纺丝方法，制备出许多不同纤维结构和堆砌结构对纤维形貌和性能的影响也成为近几年静电纺丝研的新型纳米纤维材料，使静电纺丝得到多样化发究领域的一个重要分支。展，应用到许多新的研究领域。[9]周伟涛等分别选用二氯甲烷(DCM)、甲酸、2.1皮芯结构纳米纤维乙酸和三氟乙酸为

7、溶剂，用静电纺丝法制备CA纤同轴静电纺丝是一种简单可行地制备“皮芯”维。结果表明：溶剂的沸点及所配溶液的电导率、和“中空”结构纳米纤维的方法，广泛地应用于药黏度是影响电纺丝可纺性和纤维形貌的重要因素。物释放、能量储存、液晶、生物反应器和模版剂等以三氟乙酸作为溶剂时，质量分数为8%的CA纺功能型纳米纤维材料的制备。纺丝时，皮层和芯层[10]丝液具有良好的可纺性(见图1)。SVGuerraNista等材料分别装在两个同轴的注射器中，两种纺丝液在选用二甲基乙酰胺-丙酮共溶剂配制成质量分数为喷嘴处汇合，在高压电场的作用下，经高频拉伸最17%的CA