靜電紡絲是制備抗菌納米材料的一項(xiàng)簡便、高效、可產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的先進(jìn)技術(shù)。時(shí)下,采用環(huán)境友好、可再生的生物質(zhì)原料制備抗菌納米材料,對于生物質(zhì)高值化應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化推廣都有著重要意義。本文對于靜電紡絲工藝參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)探究,系統(tǒng)考察了電壓、流速、收集距離、滾筒轉(zhuǎn)速、環(huán)境濕度等電紡參數(shù)對于紡絲過程及纖維形貌的影響,解決了參數(shù)可靠性問題。根據(jù)研究結(jié)果確定適宜的紡絲條件為:電壓16 kv,流速0.5 m L/h,收集距離15 cm,滾筒轉(zhuǎn)速300-500 r/min,環(huán)境濕度20-50%。通過優(yōu)化紡絲工藝條件,為抗菌復(fù)合納米纖維的批量化制造提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)和理論基礎(chǔ)。針對傳統(tǒng)靜電紡絲大多采用有毒有機(jī)試劑,對環(huán)境造成潛在危害的問題,本文提出了一種抗菌納米纖維材料的綠色制備路線,選用了溫和綠色環(huán)保的水相體系作為紡絲液靜電紡絲制備復(fù)合纖維。詳細(xì)比較了添加零維的納米二氧化鈦（Ti O₂）、一維的納米纖維素晶體（CNCs）和二維的蒙脫土（MMT）作為納米填料對納米復(fù)合纖維的影響。以殼聚糖（CS）和聚乙烯醇（PVA）作為紡絲原料,通過共混的方法,靜電紡絲制備出了平均直徑在100-400 nm范圍... 

【文章來源】：北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

殼聚糖的分子結(jié)構(gòu)

1緒論5圖1.2靜電紡絲的基本裝置（Xue等，2017）Figure1.2.Basicdeviceofelectrostaticspinning.靜電紡絲的基本裝置如圖1.2所示，主要由高壓電源、紡絲液供給系統(tǒng)、噴絲頭和收集裝置四個(gè)模塊組成。高壓電源輸出電流，電源可以是直流電（DC）或交流電（AC）；紡絲液供給系統(tǒng)由微量推進(jìn)泵和注射器組成，可以定量提供紡絲液；噴絲頭通常采用鈍口的注射器針頭并連接電源正極；接地的導(dǎo)電收集極用于沉積纖維，常見的收集裝置有金屬滾筒、平板、籠型轉(zhuǎn)筒、圓盤、水浴接收極等。靜電紡絲的過程是利用高壓靜電作用，使聚合物液體帶電后極化發(fā)生錐狀形變或是形成泰勒錐，電荷在末端累積，當(dāng)液滴表面的靜電斥力逐漸增加至大于液體表面張力后，原先力的平衡狀態(tài)被打破，細(xì)小的帶電液體隨之從錐狀液滴表面高速且連續(xù)地飛射出來，形成帶電射流，并在較短的時(shí)間和距離內(nèi)被電場力拉伸，溶劑揮發(fā)擴(kuò)散到環(huán)境中，溶質(zhì)聚合物則固化形成連續(xù)纖維沉積在接收裝置上。理論上，絕大部分可以熔融或溶解的聚合物均可進(jìn)行靜電紡絲。紡絲的原料可分為有機(jī)聚合物類，包括天然高分子和合成高分子；無機(jī)類，包括氧化物、碳化物、金屬及氮化物等（丁彬等，2019）；無機(jī)/有機(jī)復(fù)合類，通過原位合成、溶膠-凝膠、共混等方法，將聚合物與無機(jī)成分混合在一起制成紡絲前驅(qū)體；此外，一些具有一定濃度，可以提供足夠鏈纏結(jié)的小分子也可用作為紡絲原料（Xue等，2019）。

基于CS/PVA靜電紡復(fù)合納米纖維的制備及性能研究6圖1.3（a）靜電紡絲纖維直徑與生物和技術(shù)對象直徑的比較；（b）被聚乙烯醇靜電紡絲纖維環(huán)繞的人類頭發(fā)的SEM圖像（Greiner等，2007）Figure1.3.(a)Comparisonofthediametersofelectrostaticspinningfibersandbiologicalandtechnicalobjects;(b)SEMimageofhumanhairsurroundedbypolyvinylalcoholelectrospinningfibers.圖1.4靜電紡絲纖維在不同領(lǐng)域的應(yīng)用（Bhardwaj等，2010）Figure1.4.Applicationofelectrostaticspinningfiberindifferentfields.靜電紡絲技術(shù)為生產(chǎn)直徑可達(dá)納米的超細(xì)纖維打開了一扇大門。一般來說，靜電紡絲可以方便地生產(chǎn)直徑從幾十納米到幾微米不等的超細(xì)連續(xù)纖維（Dzenis，2004）。


本文編號：3294381