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1、第24卷第6期天津理工大学学报Vo.l24No.62008年12月JOURNALOFTIANJINUNIVERSITYOFTECHNOLOGYDec.2008文章编号:1673-095X(2008)06-0065-05静电纺丝及其在纳米复合材料制备中的应用研究1,22张春雪,王苹(1.天津大学材料科学与工程学院,天津300072;2.天津理工大学化学化工学院,天津300191)摘要:本文介绍了静电纺丝的发展史、原理、设备及其在复合材料制备中的应用.借助于静电力的纺丝过程被称为静电纺丝.静电纺丝可以制备直径在微米以下甚至纳米级的纤维.近年来,随着纳米
2、技术的兴起,静电纺丝受到研究者们的广泛重视.静电纺丝制备的纳米纤维可直接用于制备纳米复合材料,也可经高温处理后成为纳米碳纤维,后者在复合材料中也有很大的潜在用途.关键词:静电纺丝;聚合物;纳米复合材料中图分类号:O63文献标识码:AElectrospinnganditsapplicationinnanocomposite1,22ZHANGChun-xue,WANGPing(1.SchoolofMaterialsScienceandEngineering,TianjinUniversity,Tianjin300072,China;2.Schoolof
3、ChemicalEngineering,TianjinUniversityofTechnology,Tianjin300191,China)Abstract:Inthispaper,areviewwaspresentedonthehistory,theoryandtheapparatusofelectrospinning,aswellasitsap-plicationinnanocomposites.Theprocessofspinningfiberswiththehelpofelectrostaticforcesisknownaselectros
4、pinning.Electrospinninghasgainedmuchattentionfrom1990sduetoitscapabiliyofproducingfibersinthesubmicronandeveninthenanorange.Electrospunultrafinefibersandfibermatscanbedirectlyusedasreinforcementincomposites.Besides,Carbonnanofibersforcompositeapplicationscanalsobemanufacturedf
5、romelectrospunpolymernanofibersafterheattrea-tmentathightemperature.Keywords:electrospinning;polymer;nanocomposite借助于静电力制备纤维的方法,通常被人们称20世纪30年代.1934年,Formhals申请了关于在静为静电纺丝,它已有几十年的历史.近10年来,静电电场中制备纤维的工艺和设备的第一个专利,报道纺丝再次受到人们的关注,这是由于采用这种方法了以丙酮作溶剂醋酸纤维素的静电纺丝方法.1940不仅可以制备出性能各异的多种聚合物纤维,而
6、且年,Formhals再次申请专利,采用静电纺丝法,将聚制备出的纤维直径几乎都可以达到1Lm以下,甚至合物超细纤维直接沉积在不断移动的聚合物基体100nm以下(即纳米纤维).这种纤维与常规纤维相上,这样纤维网与基体组成复合材料.20世纪60年比具有较高的比表面积,它们目前正广泛用于纳米代,Taylor开始了对静电纺丝的基础理论研究.Taylor催化剂、人体组织工程支架、防护用品、过滤材料及主要对电场中聚合物液滴的形状变化进行观察,指[1]光电材料等的研究中.出静电纺丝的液体细流产生于在电场中变为锥形的液滴(即后人所称的/Taylor锥0),且当锥角
7、为49.3b1静电纺丝的发展史时,聚合物的表面张力与静电力达到平衡,此时电纺[2]静电纺丝作为一种独特的纺丝技术最早出现于纤维开始形成.收稿日期:2008-03-15.基金项目:天津市高等学校科技发展基金(20050521).第一作者:张春雪(1969)),女,副教授,博士.天津理工大学学报第24卷第6期在随后的几年中,静电纺丝的研究重点逐渐放变细时,其径向的电荷斥力导致了初始细流分为多到了纤维的形态和结构上.1971年,baumgarten报道股的次级细流,纤维的最终尺寸主要由产生次级细了聚丙烯腈的二甲基甲酰胺溶液的静电纺丝,得到流的数目决定.但
8、近期的研究表明,鞭动不稳定,是[3]纤维直径为500nm~1100nm.1981年,larrondo流体直径迅速由微米级下
