自供電式電紡裝置及新型電紡纖維的應(yīng)用
本文關(guān)鍵詞:自供電式電紡裝置及新型電紡纖維的應(yīng)用
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【摘要】:靜電紡絲法是一種制備微納米纖維的方法。與其他制備微納米纖維的技術(shù)方法相比,因其原理、設(shè)備和操作都比較簡單,產(chǎn)物豐富、適用性廣,近年來得到了廣泛研究。近年來,隨著靜電紡絲技術(shù)的發(fā)展,對于電紡裝置及其產(chǎn)物的要求越來越高。因此,本文基于靜電紡絲技術(shù)原理,對于新型靜電紡絲技術(shù)和紡絲產(chǎn)品進(jìn)行了探討和研究。首先,我們通過用手搖式靜電起電機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)電紡裝置的高壓電源,組裝了自供電式電紡裝置SPEA。研究了該裝置在不同轉(zhuǎn)動圈數(shù)、轉(zhuǎn)動手柄的不同速度,以及不同紡絲距離下的紡絲效果;同時,使用高速攝像機(jī)對紡絲過程進(jìn)行了拍攝,發(fā)現(xiàn)SPEA的紡絲過程和傳統(tǒng)靜電紡絲過程非常相似;使用該裝置成功制備了PS、PCL、PLA等多種高聚物納米纖維膜。實(shí)驗結(jié)果表明,這種新型自供電式靜電紡絲裝置具有良好的穩(wěn)定性、可靠性和可重復(fù)性,該裝置不僅可以用于實(shí)驗室來制備納米纖維,也可以作為一種納米纖維制備的演示裝置。除此之外,由于該裝置具有很好便攜性和適用性,在傷口愈合和快速止血等方面也有著很大的應(yīng)用前景。其次,我們通過在預(yù)拉伸柔性PDMS襯底上電紡有序排列纖維結(jié)構(gòu),當(dāng)襯底預(yù)應(yīng)變釋放恢復(fù)原長之后,得到有序排列扭曲結(jié)構(gòu)纖維陣列。由于預(yù)應(yīng)變存在于柔性襯底中,因此在控制柔性襯底預(yù)拉伸程度的基礎(chǔ)上,纖維陣列在應(yīng)用時的最大拉伸程度可以得到精確控制,以達(dá)到保護(hù)最終器件的目的。在此基礎(chǔ)上,我們測試了基于該纖維陣列的柔性可拉伸應(yīng)變傳感器的電學(xué)性能,發(fā)現(xiàn)在0-5%范圍內(nèi)拉伸過程中,電流-電阻(I-V)曲線基本都呈線性關(guān)系。同時,該器件具有良好的穩(wěn)定性和可重復(fù)性。我們相信該結(jié)果對于提供柔性可拉伸器件新的制備方法以及拓寬靜電紡絲技術(shù)的應(yīng)用將是非常有意義的。最后,我們通過先染后紡(CSE)的方式制備了摻雜不同陽離子染料顏色各異的PVB納米纖維膜,測量表明,該染色方式制備的彩色纖維膜的均勻性和穩(wěn)定性都很好,CSE的染色過程對于工業(yè)上制備彩色納米纖維膜很有價值。在摻雜不同濃度陽離子染料時,纖維的平均直徑隨著摻雜量的增加而減小,從而導(dǎo)致著色的均勻性變好和纖維膜的水接觸角增大,疏水的彩色PVB納米纖維膜可用于防護(hù)衣和防腐上。
【關(guān)鍵詞】:靜電紡絲 自供電 拉伸傳感器 彩色納米纖維膜
【學(xué)位授予單位】:青島大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TQ340.64;TB383.1
【目錄】:
- 摘要2-3
- Abstract3-6
- 第1章 引言6-14
- 1.1 納米材料概述6-7
- 1.2 靜電紡絲技術(shù)概述7-11
- 參考文獻(xiàn)11-14
- 第2章 自供電式靜電紡絲裝置14-24
- 2.1 背景介紹14-15
- 2.2 實(shí)驗部分15-16
- 2.2.1 實(shí)驗藥品與儀器15-16
- 2.2.2 實(shí)驗過程16
- 2.3 結(jié)果與討論16-20
- 2.3.1 自組裝SPEA裝置結(jié)構(gòu)16-17
- 2.3.2 SPEA的紡絲過程17-18
- 2.3.3 SPEA的紡絲參數(shù)18-19
- 2.3.4 SPEA電紡其它聚合物以及應(yīng)用領(lǐng)域19-20
- 2.4 本章小結(jié)20-21
- 參考文獻(xiàn)21-24
- 第3章 靜電紡絲法誘導(dǎo)制備柔性可拉伸應(yīng)變傳感器24-35
- 3.1 背景介紹24-27
- 3.2 實(shí)驗部分27
- 3.2.1 實(shí)驗藥品與儀器27
- 3.2.2 實(shí)驗過程27
- 3.3 結(jié)果與討論27-30
- 3.3.1 制備有序排列扭曲結(jié)構(gòu)微納米纖維陣列27-29
- 3.3.2 有序排列扭曲結(jié)構(gòu)微納米纖維陣列的電學(xué)性能29-30
- 3.4 本章小結(jié)30-31
- 參考文獻(xiàn)31-35
- 第4章 靜電紡絲法制備彩色PVB納米纖維膜及其疏水性質(zhì)35-47
- 4.1 背景介紹35-36
- 4.2 實(shí)驗部分36-37
- 4.2.1 實(shí)驗藥品與儀器36
- 4.2.2 實(shí)驗過程36-37
- 4.3 結(jié)果與討論37-43
- 4.3.1 顏色測量37-38
- 4.3.2 勻染性測量38-40
- 4.3.3 著色穩(wěn)定性測量40-41
- 4.3.4 紅外光譜測量41-42
- 4.3.5 SEM拍攝分析42-43
- 4.3.6 疏水性能測試43
- 4.4 本章小結(jié)43-44
- 參考文獻(xiàn)44-47
- 總結(jié)47-48
- 攻讀學(xué)位期間的研究成果48-50
- 致謝50-51
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