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静电纺丝制备无机纳米纤维 2811浏览/0回复

小易

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精华

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发表于 2020-12-30 15:47:22

通过使用静电纺丝的前体溶液,静电纺丝已用于生产无机纳米纤维。为了使纺丝过程更容易,通常将聚合物添加到溶液中,然后在烧结过程中将其除去。用于许多无机材料的前驱体的可用性已导致使用静电纺丝制造了多种无机纳米纤维。尽管存在用于生产电纺纳米纤维的不同技术,例如基于针的电纺和无针电纺,但预期所得无机纳米纤维的机械性能相似。事实证明,电纺TiO2纳米纤维就是这种情况[Vahtrus et al 2015]。但是,鉴于溶液喷射器对于基于针的静电纺丝具有更高的稳定性,因此与无针静电纺丝相比,尺寸和机械一致性更好[Vahtrus et al 2015]。利用纳米纤维的高表面积及其形式,对新的概念和应用进行了测试。


大多数无机电纺纤维是由其前体的烧结构成的。当然,诸如温度和加热速率之类的烧结参数将对纤维形式和材料相产生影响。通常,纤维在烧结过程中经历三相。第一阶段涉及从纤维中去除残留的溶剂和水蒸气。第二阶段是在去除有机材料,聚合,缩合和结构松弛的过程中发生实际的纤维收缩。取决于材料和温度,第三阶段是无机材料进入玻璃化转变阶段的阶段[Shendokar等,2008]。为了生产无机纤维,大多数烧结在第二阶段结束。大多数前体溶液的制备包括添加载体聚合物,通常是聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯醇,以促进静电纺丝过程中纤维的形成。这些聚合物通常可溶于水和乙醇,这与溶解盐以制备前体溶液所用的溶剂相同。这些有机聚合物将在烧结过程中被去除。但是,有些前体不需要配套的载体聚合物即可静电纺丝成纤维。 Loccufier等人(2019)使用原硅酸四乙酯(TEOS)制备了可电纺的硅溶胶。为了产生可静电纺丝的溶胶,需要一系列步骤来最终形成松散交联的分子,以达到所需的静电纺丝粘度。但是,即使具有最佳的溶液性能,也只能保持稳定的静电纺丝射流2至5分钟。


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