静电纺丝与纳米纤维导论PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1纳米纤维 1

1.2纳米技术和纳米纤维 2

1.3制备纳米纤维的各种方法 3

1.3.1拉伸 5

1.3.2模板合成 5

1.3.3相分离 6

1.3.4自组装 7

1.3.5静电纺 7

1.4本书内容 8

第2章 静电纺相关基础知识 9

2.1材料种类 9

2.1.1聚合物 9

2.1.2复合材料 20

2.1.3陶瓷 22

2.2溶液性质 26

2.2.1表面张力 27

2.2.2聚合物溶解性 28

2.2.3黏度 29

2.2.4溶液的蒸发性 33

2.2.5溶液的导电性 34

2.3静电学 34

2.3.1电场 34

2.3.2电场电势分布 35

2.3.3绝缘体表面电荷 35

2.3.4场的离子化 36

2.4结论 36

第3章 静电纺过程 39

3.1聚合物溶液参数 39

3.1.1相对分子质量和溶液黏度 39

3.1.2表面张力 41

3.1.3溶液导电性 42

3.1.4溶剂的介电性能影响 44

3.2静电纺加工条件 45

3.2.1电压 45

3.2.2进料速率 47

3.2.3温度 47

3.2.4收集器的影响 48

3.2.5喷丝口直径 49

3.2.6喷丝口与收集器的距离 49

3.3环境参数 50

3.3.1湿度 50

3.3.2气体类型 51

3.3.3气压 51

3.4熔融静电纺 52

3.5不同纳米纤维的制造 52

3.5.1多孔纳米纤维 52

3.5.2扁平或带状纳米纤维 54

3.5.3分支纳米纤维 56

3.5.4螺旋状纳米纤维 57

3.5.5中空纳米纤维 57

3.5.6不同成分的纳米纤维 58

3.6纳米纤维网的均一和产量 59

3.6.1喷射稳定性 59

3.6.2多重纺丝装置 59

3.7混合静电纺纤维网 60

3.8规律排列 61

3.8.1圆筒收集器 61

3.8.2薄圆盘 62

3.8.3辅助电极/电场 63

3.8.4平行导电收集器 64

3.9纤维纱和纺织品 66

3.9.1混合纤维纱 66

3.9.2静电纺纤维纱 66

3.9.3扭曲纤维纱 67

3.10其他静电纺形式 68

3.10.1扫描尖端作为静电纺喷出口 68

3.10.2微尺度纳米纤维的交联 69

3.10.3无针头静电纺纤维的批量生产 69

3.11结论 70

第4章 静电纺过程的建模 71

4.1术语 71

4.2概述 72

4.3前期准备 72

4.4假设 74

4.4.1射流 74

4.4.2模拟黏弹行为 74

4.4.3坐标系 77

4.4.4流体的不可压缩性 77

4.5守恒关系 77

4.5.1质量守恒定律 77

4.5.2动量守恒定律 78

4.5.3电荷守恒定律 79

4.6力的分析 80

4.7不稳定性 80

4.8结果 83

4.9未来的趋势和挑战 86

4.9.1带有颗粒的射流 87

4.9.2皮芯结构射流 87

4.9.3外场辅助射流 87

4.9.4多喷头流体 87

4.9.5气体辅助流体 87

4.10结论 88

第5章 表征 89

5.1形态学 89

5.1.1纤维直径 89

5.1.2孔径和孔隙率 92

5.1.3表面接触角的测量 96

5.1.4其他 96

5.2分子结构 97

5.2.1结晶结构 97

5.2.2有机基团的检测 104

5.2.3其他 106

5.3力学性能 108

5.3.1单纳米纤维 109

5.3.2纳米纤维纱 112

5.3.3纳米纤维膜 112

5.4结论 114

第6章 聚合物纳米纤维的功能化 115

6.1聚合物的表面修饰 115

6.1.1前言 115

6.1.2物理涂层或共混 115

6.1.3接枝共聚合作用 116

6.1.4等离子体处理和化学气相沉积作用 119

6.1.5化学处理 120

6.2纳米纤维不同应用的功能化 121

6.2.1概述 121

6.2.2纳米纤维功能化（亲和膜应用） 122

6.2.3纳米纤维功能化（组织工程支架应用） 124

6.2.4纳米纤维功能化（传感器应用） 126

6.2.5纳米纤维功能化（保护性织物应用） 126

第7章 应用前景 129

7.1前言 129

7.2亲和膜 130

7.3药物释放 133

7.4组织支架 136

7.4.1血管 136

7.4.2软骨组织 139

7.4.3骨 140

7.4.4神经 142

7.5伤口敷料 144

7.6过滤介质 145

7.7化学和生物防护服 146

7.7.1背景 146

7.7.2糜烂性毒剂 146

7.7.3神经性毒剂 147

7.7.4血液毒剂 147

7.7.5生物武器毒剂 147

7.8能量和电应用 150

7.8.1背景 150

7.8.2聚合物电池 151

7.8.3聚合物电容器 152

7.9传感器 153

7.9.1气体传感器 153

7.9.2化学传感器 154

7.9.3光传感器 154

7.9.4生物传感器 155

7.10复合材料增强 157

7.11结论 160

附录A术语表 161

附录B关于静电纺丝和纳米纤维的常用网址 166

索引 167

参考文献 169