1、安徽工程大學論文現代紡織工藝班級：紡織研12姓名：姚敏學號：2120340104 學院：紡織服裝學院靜電紡絲摘 要:靜電紡絲是一種新技術，它可制備出直徑為納米級的絲,最小直徑可至1 納米。介紹了電紡絲制備原理、設備、影響纖維性能的主要工藝參數，綜述了靜 電紡絲技術應用的最新進展，如制備長度無限可控的微米/納米管子、超凈納米過 濾材料等。關鍵詞:納米材料;納米纖維;靜電紡絲;應用ElectrospinningAbstract: Electrospinning is a new technique , which can be used to prepare nanofibers with a d

2、iameter down to 1 nm. In this paper , the theory of electro spinning technique , the equipments for preparing a electrospun fiber and the technological parameters affecting the properties of electrospun fibers were introduced. The new development of the applications of electrospinning technique , su

3、ch as the preparation of micro/nano tubes with controlled lengths and super-purification filtering materials , was reviewed.Key words : nanometer material ; nanofiber ; electrospinning ; application納米纖維主要包括兩個概念:一是嚴格意義上的納米纖維，是指纖維直徑小 于100 nm的超微細纖維。另一概念是將納米微粒填充到纖維中，對纖維進行改性, 也就是我們通常意義上的納米纖維。納米纖維有以下幾種制備方

4、法:靜電紡絲法、 海島形雙組分復合紡絲法、分子噴絲板紡絲法、聚合過程中直接制造直徑納米纖 維，以及采用直接紡絲或后整理方法將納米粉體材料與纖維復合，制備納米纖維的 方法。1靜電紡絲技術由于超細纖維的優良性能，人們對其制造方法進行了廣泛的研究,但是用 傳統的紡絲方法很難紡出直徑小于500 nm的纖維。而靜電紡絲方法則能夠紡出 超細的纖維,直徑最小可至1 nm。11靜電紡絲的原理將聚合物溶液橢體置于儲液管中,并將儲液管置于電場，陽極插入儲液管 的溶液中，陽極從高壓靜電場發生器導出。當沒有外加電壓時，由于儲液管中的溶 液受到重力的作用而緩慢沿儲液管壁流淌，而在溶液與儲液管壁間的粘附力和溶 液本身所具

5、有的粘度和表面張力的綜合作用下,形成懸掛在儲液管口液滴。電場開啟時，由于電場力的作用，溶液中不同的離子或分子中具有極性的部 分將向不同的方向聚集。即陰離子或分子中的富電子部分將向陽極的方向聚集， 而陽離子或分子中的缺電子部分將向陰極的方向聚集。由于陽極插入聚合物溶液 中，溶液的表面應該是布滿受到陽極排斥作用的陽離子或分子中的缺電子部分，所 以溶液表面的分子受到了方向指向陰極的電場力。而溶液的表面張力與溶液表面 分子受到的電場力的方向相反。當外加的電壓所產生電場力較小時,電場力不足 以使溶液中帶電荷部分從溶液中噴出,這時儲液管口原為球形的液滴被拉伸變 長。繼續加大外加電壓，在外界其它條件一定的情

6、況下,當電壓超過某一臨界值時, 溶液中帶電荷部分克服溶液的表面張力從溶液中噴出，這時儲液管口的液滴變為 錐形（被稱為Taylor錐）,在儲液管頂端,形成一股帶電的噴射流。噴射流發生分裂, 之后，溶劑揮發，纖維固化，并以無序狀排列于收集裝置上,形成類似非織造布的纖 維氈（網或者膜）。該方法和傳統的方法明顯不同，在傳統紡絲中,纖維受到拉力、流變力、重 力、慣性力以及空氣動力的作用。在靜電紡絲中高聚物溶液或熔體則受到電場力 的驅動，其拉伸力來自于所加電場和聚合物噴流中的電荷之間的相互作用,而傳統 紡絲中拉伸力是由紡錘和卷筒產生的。在靜電紡絲中，電場是決定紡絲成敗的關 鍵因素，只有在對聚合物溶液或熔體

7、施加幾千至上萬伏的高壓靜電后，聚合物才能 克服表面張力形成噴射細流，同時在噴射過程中隨溶劑蒸發而固化，最終形成納米 纖維，直徑一般在幾十納米至幾微米之間。1.2靜電紡絲的成形工藝靜電紡絲技術與傳統紡絲技術有著明顯的不同，即靜電紡絲技術通過靜電 力作為牽引力來制備超細纖維。圖1是靜電紡絲裝置示意圖。如圖所示,在靜電 紡絲工藝過程中，將聚合物熔體或溶液加上幾千至幾萬伏的高壓靜電，從而在毛 細管和接地的接收裝置間產生一個強大的電場力。當電場力施加于液體的表面時, 將在表面產生電流。相同電荷相斥導致了電場力與液體的表面張力的方向相反。 這樣，當電場力施加于液體的表面時,將產生一個向外的力，對于一個半球

8、形狀的 液滴，這個向外的力就與表面張力的方向相反。如果電場力的大小等于高分子溶 液或熔體的表面張力時，帶電的液滴就懸掛在毛細管的末端并處在平衡狀態。隨 著電場力的增大，在毛細管末端呈半球狀的液滴在電場力的作用下將被拉伸成圓 錐狀,這就是Taylor錐。當電場力超過一個臨界值后，排斥的電場力將克服液滴 的表面張力形成射流，而在靜電紡絲過程中，液滴通常具有一定的靜電壓并處于 一個電場當中，因此，當射流從毛細管末端向接收裝置運動的時候,都會出現加速 現象，這也導致了射流在電場中的拉伸，最終在接收裝置上形成無紡布狀的納米 纖維。毛凱曾品任電洲!挫怛尬旋拈我毛凱曾品任電洲!挫怛尬旋拈我固圖1粉電笏絲裝置

9、示意圖1.3靜電紡絲的影響因素影響靜電紡絲過程的因素概括起來主要有溶液性質，例如粘度、電導率、 表面張力等；可控變量，例如毛細管中的流體靜壓、毛細管尖端的電位以及尖端 和收集裝置之間的距離；環境參數，包括溫度、濕度、紡絲室的氣流速度等?，F有的研究結果表明，在靜電紡絲過程中，影響纖維性能的主要工藝參數主 要有:聚合物溶液濃度、紡絲電壓、固化距離(噴嘴到接絲裝置距離)、溶劑揮發 性和擠出速度等。聚合物溶液濃度,聚合物溶液濃度越高，粘度越大,表面張力越大，而離 開噴嘴后液滴分裂能力隨表面張力增大而減弱。通常在其它條件不變時,隨著聚 合物溶液濃度的增加纖維的直徑也增大。紡絲電壓,隨著對聚合物溶液施加的

10、電壓增大，體系的靜電力增大，液滴 的分裂能力相應增強，所得纖維的直徑趨于減少。固化距離，聚合物液滴經噴嘴噴出后，在空氣中伴隨著溶劑揮發細流中 的同時，聚合物濃縮固化成纖維，最后被接絲裝置接受。對于不同的體系，固化距離 對纖維直徑的影響不同。例如，對于PS/THF體系研究表明，改變固化距離,對纖維 直徑的影響不明顯。而對于PAN/ DMF體系，纖維直徑隨著接收距離的增大而減 小。溶劑,與常規的溶液紡絲相似，溶劑的性質對溶液電的靜電紡絲纖維的 成形與結構和性能有很大的影響,溶劑的揮發性對纖維的形態起著重要的作用。 1.4靜電紡絲的優缺點靜電紡絲法簡單、易操作。但是有如下缺點:第一，靜電紡絲難以得到

11、彼 此分離的納米纖維長絲或短纖維；第二，目前靜電紡絲機的產量很低；第三， 靜電紡納米纖維的強度較低。2靜電紡絲的工藝參數及其纖維形態2. 1纖維成形的影響因素溶液性質。包括紡絲溶液的相對分子質量、溶劑揮發性、濃度、粘度、 電導率、表面張力、比熱、相變熱等。溶液性質是影響纖維形態和直徑分布的主 要因素。（2）工藝條件。包括施加的電壓、紡絲速度、噴絲頭與收集板之間的距離、 紡絲液溫度、毛細孔直徑等。（3）環境參數。包括溫度、濕度、環境氣流速度等。Reneker等人研究了 13個工藝參數對射流半徑的影響，其中表面電荷密 度、固化距離、噴絲頭內徑、溶液松弛時間和粘度這5個因素對射流半徑影響最 大；聚合

12、物濃度、溶液的密度、擾動頻率、電極、溶劑蒸發速率對其影響次之；空 氣濕度、表面張力和壓力分布對其影響最小。2. 2纖維主要形態（1）串珠狀纖維當射流的電荷密度減小時，毛細管的不穩定性會導致圓柱狀的射流團聚 成液滴，它們固化后會形成串珠狀的纖維Fong等人的研究表明低粘度時會形成 較多的串珠，粘度增大時串珠減少，纖維的直徑增大。加入鹽時電荷的密度增大， 可以減小串珠的出現。有人研究了聚苯乙烯相對分子質量及其溶液濃度對串珠結 構的影響，在其他工藝參數固定的條件下，當濃度很低，低于接觸濃度時，開始 形成串珠；濃度增大，串珠的比例減?。划敐舛雀哂诶p結濃度時，串珠的比例 大大減小。（2）螺旋狀纖維射流在

13、超過一定距離后開始擺動做螺旋狀運動，螺旋圈的直徑越來越大。 液體在接觸到接收屏時由于力學不穩定性會形成螺旋狀的形貌，這跟工藝參數 中的電壓、液體的濃度等有關。Yu等人介紹了聚己內酯（PCL）的螺旋狀纖維的 形成因素，發現其與紡絲液的濃度有很大的關系，有一個最低的濃度出現。（3）扁平狀纖維射流表面由于溶劑揮發會形成一層表皮，在大氣壓的作用下這層表皮隨 著溶劑的繼續揮發,發生固化向里塌陷成橢圓，當兩側管壁趨近時，會團聚成扁 平狀或其他形狀。Kosk i等人用聚乙烯醇擬合彈性縮氨酸聚合物制得了扁平狀纖 維。（4）分支狀纖維分支狀纖維是在射流的裂分時形成的，這種裂分造成射流表面的電荷分 布不均勻，穩定

14、性下降。為降低單位面積上電荷的分布，增加絲條的穩定性，在 噴射過程中紡絲細流往往會分成更細的多股，或在已產生的細流上再分出支流。 除此之外，絲條薄壁之間的電荷會在纖維橫向上產生一個斥力，分子鏈在拉伸 的過程中橫向的結合力較小，也會使絲條發生破裂產生分支。由于支流在噴射細 流的一側產生，受力的平衡會使管壁的坍塌轉化為靠支流一側的凹陷。3聚合物纖維制備方法目前已有多種天然聚合物和合成聚合物通過靜電紡絲技術紡成纖維。表1 列出了近年來通過靜電紡絲技術制備的部分聚合物纖維及其直徑分布。利用靜電 紡絲法不僅可將單一聚合物紡成纖維，而且還可通過靜電紡制備出聚合物復合 材料納米纖維，如聚己內酯（PCL） /

15、金、聚氨酯（PU） /碳管、聚乙烯醇（PVA） /二氧化硅等復合納米纖維。Jeong等將MWNTs進行羧基化和酰胺化處理，與 尼龍/甲酸溶液混合后，通過靜電紡絲制備出具有導電性能的MWNTs/尼龍復 合納米纖維。Lala等將硝酸銀溶解在DMF中，分別與聚丙烯腈（PAN）溶液、 醋酸纖維（CA）溶液、聚氯乙烯（PVC）溶液均勻混合后，通過靜電紡絲制備出 具有抗菌性能的銀/ PAN、銀/ CA和銀/PVC納米纖維。表1近年來靜電紡絲技術制備的聚；物纖維及其直徑分布聚合物聚氧化乙烯（FEO）冊1卜ISBSPB【）A擬蛋白編寂酸聚環氧乙烷十聚苯胺聚兩烯氨基甲酸酯聚丙烯臘聚環氧乙烷聚乙爆醉F醋酸鼬乙基舐

16、乙基纖維素聚乳酸聚國能間亞.苯基間.苯.-酰胺聚苯并咪嗤聚乙墟醉聚對苯二甲酸對苯二肢纖能直徑分布沁-5001so- im)纖能直徑分布沁-5001so- im)KM)左右300左右54 S0好3m210005(1)054 480. 5卜 45051(0巧4 750 宿左右10()左右150左右300左右g 1000址m目前通過靜電紡絲成功制備出的聚合物納米纖維基本上是常溫下處于玻 璃態或結品態的聚合物基體，因為這些聚合物的大分子在靜電誘導下被高倍拉 伸而噴射出纖維后，在溶劑的快速揮發過程中或快速降溫冷卻過程中能夠迅速 重新轉變為玻璃態或結品態而固定下來，纖維不變形，容易控制紡絲過程的連 續性和

17、穩定性。這包括采用聚氨酯、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚熱塑性彈性體制備 的彈性納米纖維，其中的結品區或玻璃態區能夠在溶劑揮發的同時迅速重新形 成，有利于纖維形狀的保持。然而，對于常溫處于高彈態的聚合物（如橡膠）很 少有文獻研究報道。主要原因在于：橡膠大分子構象數多，玻璃化轉變溫度在 0 C以下，常溫下不結品，具有高彈性，大分子鏈的活動能力強，分子鏈松弛 時間很短，造成電紡時4個問題難以解決：在噴絲過程中，溶劑快速揮發的 同時，纖維因橡膠分子的高彈形變快速回復，在噴絲口附近發生擾動，很難控 制紡絲的連續性和穩定性，纖維表面也時常有液珠;高度拉伸的橡膠纖維因高 彈形變快速回復，造成單根纖維不連續，甚至發

18、生斷裂;纖維直徑較粗（1um 以上），直徑分布較難控制；最難克服的是未交聯的處于高彈態的橡膠纖維 在重力作用下形狀很快發生變化，癱塌變形，特別是在纖維搭接處易發生融并， 導致纖維堆砌在一起可能形成薄膜，難以保持纖維的形貌。Viriyabanthorn等研 究了炭黑（250350 nm）的用量對靜電紡絲丁基橡膠溶液的影響，發現隨著炭 黑用量的增加，丁基橡膠溶液的可紡性增加，纖維直徑減小，纖維尺寸穩定性 增加。但是，丁基橡膠纖維的直徑大部分在幾微米左右，而且由于沒有迅速交聯, 常融并成膜。在靜電紡制備丁腈橡膠纖維過程中，發現纖維形成不連續，特別是在纖 維搭接處發生融合，直徑變粗，未交聯的高彈性纖維

19、長時間停放發生斷裂。正是 由于這些棘手的問題，通過靜電紡絲制備橡膠納米纖維仍然是一個挑戰。4應用領域靜電紡絲技術是一種簡便易行、成本低廉且應用廣泛的納米纖維制備方 法。在合適的條件下，可以將多種聚合物紡成納米級別的超細纖維，并且可以在 一定范圍內控制纖維的直徑、取向以及紡織物的多孔性等特性，其納米纖維的尺 寸為數十納米至1um左右（一般為50500 nm），具有獨特的性能，如高比表面 積、優異的力學性能、多孔性、質量輕、成本低等廣泛用于增強增韌聚合物制 備高性能、功能性復合材料以及過濾、醫學、防護、導電和光學領域等。由于通 過靜電紡絲法可以比較容易地制備納米纖維。隨著納米材料在各領域的廣泛應用

20、, 靜電紡絲法的應用范圍也將越來越廣泛。4.1膜材料通過靜電紡絲技術可以一步完成微孔膜的制備，大大簡化了微孔膜的制 備過程，并且還可以將制備的微孔膜結構直接噴涂在各種基底上。有專利報道在 可擴展的線形框架上形成靜電紡膜，以用于生物醫學領域以及各種管和支架材 料。通過化學改性、交聯及其他的化學處理方法可以很容易實現靜電紡微孔膜的 功能化。4.2過濾材料為了去除空氣或液體中的雜質，過濾器廣泛用于家庭和工業中。環境保護 中，過濾器用于過濾空氣或水中的污染物。軍用中，口罩過濾器可用來過濾空氣 中的灰塵，細菌甚至病毒。而靜電紡絲制得的納米纖維應用于制作過濾材料已有 一段很長的歷史了。壓降一定的條件下，與

21、傳統過濾纖維相比，靜電紡絲法制備 的納米纖維對細小顆粒具有更好的吸附作用。這是由于納米纖維周圍的空氣形成 了滑流，增強了顆粒的彌散、截留作用，慣性碰撞幾率增大。納米纖維在超濾器中作為支持支架用來分離油和水的乳狀液。電紡納米纖 維基質是具有很好內部連通的多孔網狀物，它具有很大的比表面積，所以超濾 器有很高的流出速度和優秀的有機物溶質排斥能力。靜電紡絲制得的納米纖維作為過濾材料不僅能提高過濾性能，而且它的 工作環境適應范圍廣，抗污染能力更強，污染物濃度適應范圍更寬等特點。4.2生物醫藥功能材料靜電紡絲制得的納米纖維由于具有非常好的生物相容性和結構相容性， 已經在組織工程支架、創傷修復、藥物釋放控制

22、等方面得到了廣泛應用。至今，有上百篇的文章已經發表描述了用靜電紡絲納米纖維纏結成組織支架。例如，膠原蛋白是細胞外部母體的主要成分，它擁有纖維結 構包含了50500 nm不等的納米束。為了尋找一種合適的支架材料，而理想的 支架特征應該同細胞外部母體的物理化學特征和生物特征類似，許多學者在這 方面做了很多研究。最后發現在形態學上，靜電紡絲納米纖維纏結同人體天生的 細胞外部母體相似，因此該納米纖維可用來應用于細胞培養和組織工程的支架 材料。靜電紡絲技術使生產復雜的、免縫合的三維納米纖維支架成為可能，在該 支架內不同類型的細胞生長增殖可以形成人造組織。RiboldiStefani等人用靜電紡 絲法制備

23、出可降解的聚酯型聚氨酯納米纖維，該纖維可用在骼的肌肉組織工程 支架，發現無毒性殘留，力學性能較好，且細胞的培養結果表明，組織細胞可 以很好地粘附于靜電紡絲支架上，并進行細胞分裂增殖，說明其生物相容性很 好。一項對外傷恢復情況的研究測試顯示：相對于普通的棉紗布，使用電紡 膠原蛋白納米纖維膜會使傷口在早期恢復的更快。進行人體腹部手術時，組織粘 連不僅阻礙了后續手術的進行，而且可能引起如小腸阻塞，女子不孕癥等并發 癥，因此它一直是備受醫學界關注的一個難題。實踐證明，在靜電紡絲納米纖維 膜上添加有機抗菌劑能夠起到阻礙組織粘連的作用，從而促進傷口愈合。4.3催化劑和酶的載體納米纖維可成為酶和普通催化劑實

24、心載體，因為它們尺寸小、比表面積 大。Wang和他的同事已經證明可用靜電紡絲納米纖維做為酶載體。在直徑為120 nm的電紡納米纖維表面化學粘結酶，從而獲得了具有生物活性的電紡納米纖 維。所制備出來的復合材料顯示出在水成的和有機媒介中有很高的活性。納米酶 纖維載體相對于納米酶顆粒載體，可很容易的從反應系統中收回。除了作為酶載 體，納米纖維同樣被用來作為普通催化劑的載體。例如，在Si納米纖維中加入人甘 納米顆粒，其合物Ag-Si納米纖維能促進NaBH4作作用，從而減少亞甲基藍的 分解。4.4傳感器材料一個好的傳感器除了需要高的靈敏度、選擇性和可靠性，還需要體積小、 加工費用低和多樣的功能。傳感器具

25、有越大的比表面積和越高的孔系結構，則靈 敏度越高、反饋速度越快。靜電紡絲法制備的納米纖維特征恰恰符合前面所說的 要求，因此用納米纖維結構來構成高靈敏度和快速反饋的傳感器是非常有希望 的。Aussaw asath ien等人將L iClO4和PEO混合，然后進行靜電紡絲，納米絲 制得濕度傳感器。他們還將摻雜了聚苯胺PANI的磺酸與聚苯乙烯混合進行靜電紡 絲，得到對H2O2和葡萄酸敏感的傳感器。4.5電極材料PV dF電紡納米纖維膜已經在被研究作為分離器應用到鋰電池上。PVdF納 米纖維膜具有較高攝取電解質溶液的能力(320%350% )和高的離子導電性。 用等離子聚合技術在PV dF納米纖維表面

26、制得一層薄的聚乙烯層,通過溶化聚乙 烯就能在納米薄膜表面形成一個擋板，從而增強電池的安全性。除了應用到鋰離子電池上，電紡納米纖維T iO2還能作為活性電極而應 用到染劑敏感太陽能電池上。據有關報道，電紡納米纖維TiO2電極具有多孔結 構，所以能有效滲透黏性的聚合物凝膠電解液。經研究發現：相對于液體電解液, 聚合物凝膠電解液產生光電流高了90%。為了增大短路電流強度，電紡TiO2電 極需要在TiCl4水溶液中進行表面處理，以在纖維表面形成一層金紅石型TiO 層。金紅石型TiO2層能夠增大活性TiO2的體積分數，從而增大光電流。4.6增強材料電紡納米纖維如聚苯并咪唑(PBI),加入到環氧樹脂和橡膠

27、中能夠起到 增強作用，主要是由于其比表面積大，分子排列有序性好，多根納米纖維形成 纏結，發生了機械互鎖。這種填充料的加入不僅能夠提高基體材料的的斷裂韌性 和楊氏模量，而且能提高其剪切強度。但是，由于目前電紡納米纖維生產率尚低, 與其他類似作用替代物相比，其工業應用投資相對較高。4.7吸音材料電紡納米纖維還具有優異的吸音性能，能夠吸收較寬頻率范圍的聲波， 尤其對于低于1000 Hz的低頻聲波吸收效果明顯。E lm arco公司制造的電紡納米 材料就具有良好的吸音效果，且其重量僅為具有同等吸音效果的傳統吸音材料 的 1 /3。5工業化問題靜電紡絲方法的工業化面臨2個最大的難題:靜電紡絲工藝的穩定控

28、制, 包括聚合物材料的可紡性、紡絲過程的連續性和穩定性，以及纖維取向控制等； 批量化生產的設備與裝置。大多數靜電紡纖維都以無紡織物的形式存在，應用 范圍相對較小。為了擴大應用范圍，需要收集得到平行排列的纖維。Jaeger等設 計了雙陽極的靜電紡絲裝置，以控制紡絲過程的穩定性。采用此裝置得到了排列 方向較為一致的纖維，并且縮小了收集器上收集到的纖維的聚集面積oWnek和 Simpson設計了一種旋轉滾筒接收器，制備了具有一定程度取向的聚乳酸納米纖 維和I型膠原蛋白納米纖維。但是，這種纖維的取向度不高，如果要得到完全平 行排列的纖維，需要轉筒有很高的轉速，不過這樣會破壞溶液射流。Theron對旋

29、轉轉筒接收器進行了改進，設計出一種鐵餅型收集器，采用這種方法制備PEO 纖維是取向排列的。為了獲得單根納米纖維，Huang發展了另外一種收集平行排 列纖維的方法，就是將矩形框架放置于溶液射流下方，這種方法也可以制備出 具有一定取向程度的纖維。另外，Li等報道了一種平行電極收集器，也可以制 備平行取向排列的納米纖維。為了增加靜電紡絲的產量，研究者提出使用多噴嘴 同時紡絲。吳大誠等在噴絲頭上增加了供氣系統，利用氣流拉伸和靜電力拉伸的 共同作用，提高了納米纖維制備的可控性和產量。該法的產量是標準電紡的幾倍 甚至幾十倍。目前，靜電紡絲技術還處于實驗室研究階段，纖維產量低，難以實 現批量化生產，還沒有實

30、現真正的工業化。6靜電紡絲制備納米纖維的現狀6.1國外靜電紡絲制備納米纖維的研究現狀靜電紡絲這種思路60a前就產生了。20世紀90年代初美國阿克倫大學 的Reneker和他的同事對這項技術又產生了興趣，然而對靜電紡絲的大量實驗 工作和深入的理論研究，卻是近10a中隨納米纖維的開發才完成的。當前，靜 電紡絲已經成為納米纖維的主要制備方法之一。對靜電紡絲的研究較深入而且涉 及到很多方面，Fong H.等研究了靜電紡納米纖維的形成，詳細分析射流的過程 變化，Bunyan N.等研究了在牽伸過程中納米纖維的形態、取向及沉積的變化， 重新設計工藝來控制納米纖維的在接受裝置上的沉積，具體工藝是通過對射流路

31、 徑、接受裝置的設計和熔體性質的控制來實現的。Jun乙等研究了靜電紡絲中表 面張力，溶液粘度，溶液傳導率，聚合物玻璃態轉變溫度對纖維形狀尺寸的影響， 發現其中溶液粘度的影響最大。Greiner A.詳細分析了影響靜電紡絲制造出的納 米纖維的外形的幾乎所有的參數。6.2國內對靜電紡絲的研究現狀目前，國內只有中國紡織科學研究院張錫偉等人采用過靜電紡絲法，紡制 納米纖維聚丙烯腈纖維氈，聚丙烯腈纖維是制備碳纖維的主要原料，將納米級聚 丙烯腈纖維氈經過預氧化及氧化加工后可制成納米級碳纖維氈，碳纖維越細，碳 纖維復合材料的粘合性能就越好。文獻中采用的原料是高分子溶液，電壓30- 60kV，噴頭孔徑紡絲工藝

32、條件與纖維的直徑及初生纖維的溶劑殘留量的關系， 紡出的纖維直徑在200nm到500nm之間。東華大學目前也在做納米纖維的探索研究工作，圖2是我們靜電紡絲所 得納米纖維的掃描電鏡。我們將對其特性做進一步研究。圖2納米纖維的掃描電鏡圖7發展前景展望納米纖維具有非常特殊的性質，在傳統工業和高科技領域已有很好的應 用并具有非常廣的開發潛力。陶瓷納米纖維或由聚合物原料制成的納米碳纖維將 納米纖維的應用延伸到了高溫和高模量材料。靜電紡絲技術是得到納米纖維最重 要的基本方法，該技術生產高性能聚合物納米纖維的工藝流程簡單，能普遍適 用于現有的聚合物和生物高分子溶液或者熔體。然而，當前的靜電紡絲技術還不 成熟，

33、仍然存在許多需要解決的問題，比如電紡納米纖維質量控制問題，靜電 紡絲產量很低，納米纖維的力學性能表征等。靜電紡絲技術制得的纖維均是以無紡織物的形式得到的，其用途范圍相對 較小。在電紡的過程中，由于聚合物射流的飛行軌跡是十分復雜的三維抖動，獲 得單根納米纖維或單軸的纖維束十分艱難。目前世界上眾多的研究者做了大量的 研究，采用改變收集裝置的方法來獲得取向結構盡量一致的納米纖維，如用旋轉 的收集筒，雙收集屏或更多收集屏等取得了一些成效。隨著靜電紡絲設備的不斷 完善和提高，大規模低成本的生產納米纖維材料成為可能，所以靜電紡絲技術 的發展前景一片光明。參考文獻：趙勝利，黃勇.纖維素科學與技術，2002

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