第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 高压静电纺丝技术发展的历史 1
1.2.1 电喷技术 1
1.2.2 静电纺丝技术 4
1.3 高压静电纺丝技术展望 7
参考文献 8
第2章 高压静电纺丝概述 10
2.1 高压静电纺丝基本装置 10
2.1.1 高压电源 10
2.1.2 喷丝头 12
2.1.3 接收装置 15
2.2 高压静电纺丝基本过程 18
2.2.1 喷射流初始运动阶段 18
2.2.2 喷射流摆动非稳定阶段 18
2.3 高压静电纺丝分类 19
2.3.1 溶液静电纺丝 19
2.3.2 熔体静电纺丝 20
2.4 高压静电纺丝基本理论 22
2.4.1 初始阶段稳定性理论分析 22
2.4.2 螺旋摆动阶段非稳定性理论分析 23
2.4.3 喷射流半径变化理论分析 24
参考文献 25
第3章 高压静电纺丝材料的结构特征 29
3.1 无纺布形式静电纺丝纤维 29
3.1.1 聚合物参数对静电纺丝纤维形态影响 30
3.1.2 溶剂参数对静电纺丝纤维形态影响 36
3.1.3 溶液参数对静电纺丝纤维形态影响 38
3.1.4 控制参数对静电纺丝纤维形态影响 44
3.2 串珠结构静电纺丝纳米纤维 48
3.3 缎带状结构静电纺丝纳米纤维 50
3.4 多孔结构静电纺丝纳米纤维 52
3.5 阵列结构静电纺丝纤维——纤维取向的分类方法与形态特征 53
3.5.1 滚筒／飞轮法 54
3.5.2 辅助电场／电极法 57
3.5.3 框架法 59
3.5.4 平行板电极法 60
3.5.5 水面接收屏方法 64
3.5.6 正、负高压双喷丝头法 66
3.6 同轴结构静电纺丝纤维 68
3.6.1 同轴静电纺丝装置 68
3.6.2 同轴静电纺丝纤维形态 69
3.7 多级结构静电纺丝纳米纤维 76
参考文献 80
第4章 高压静电纺丝技术制备天然高分子纳米纤维 86
4.1 天然高分子概述 86
4.2 透明质酸纳米纤维 87
4.2.1 透明质酸的静电纺丝 88
4.2.2 透明质酸纳米纤维的交联 90
4.2.3 透明质酸基纳米纤维的应用 91
4.3 海藻酸钠纳米纤维 93
4.3.1 基于海藻酸钠混合溶液的静电纺丝 93
4.3.2 海藻酸钠水溶液的静电纺丝 94
4.3.3 天然高分子水溶液静电纺丝机理探讨 95
4.4 天然纤维素纳米纤维 96
4.4.1 纤维素静电纺丝的溶剂体系 96
4.4.2 纤维素静电纺丝 97
4.4.3 静电纺丝对纤维素晶型的影响研究 98
4.5 明胶纳米纤维 100
4.6 胶原蛋白基纳米纤维 102
4.7 其他天然高分子纳米纤维材料 104
4.7.1 甲壳素和壳聚糖 104
4.7.2 丝素蛋白 104
参考文献 104
第5章 高压静电纺丝技术制备合成聚合物纳米纤维 107
5.1 引言 107
5.2 合成聚合物纳米纤维的种类 108
5.2.1 普通聚合物纳米纤维 108
5.2.2 生物高分子纳米纤维 116
5.2.3 多组分聚合物纳米纤维 126
5.3 聚合物纳米纤维的基本性能 131
5.3.1 力学性能 131
5.3.2 光学性能 134
5.3.3 电学性能 137
5.3.4 表面浸润性质 138
参考文献 143
第6章 高压静电纺丝技术制备聚合物／无机物复合纳米纤维 149
6.1 引言 149
6.2 聚合物／无机物复合纳米纤维的种类 151
6.2.1 聚合物／金属复合纳米纤维 151
6.2.2 聚合物／碳纳米管复合纳米纤维 165
6.2.3 聚合物／氧化物复合纳米纤维 168
6.2.4 聚合物／金属硫族化合物复合纳米纤维 176
6.2.5 其他类型聚合物／无机物复合纳米纤维 180
6.3 聚合物／无机物复合纳米纤维基本性质 181
6.3.1 力学性能 181
6.3.2 热学性能 183
6.3.3 光学性能 184
6.3.4 电学性能 186
6.3.5 磁学性能 188
6.4 展望 189
参考文献 190
第7章 高压静电纺丝技术制备无机纳米纤维材料 195
7.1 引言 195
7.2 无机纳米纤维的静电纺丝制备法 197
7.2.1 无机纳米纤维的制备步骤 197
7.2.2 前驱体溶胶的类型 197
7.2.3 纺丝过程的控制 198
7.2.4 无机纤维的控制 199
7.3 无机纳米纤维的种类 199
7.3.1 氧化物纳米纤维 202
7.3.2 金属纳米纤维 209
7.3.3 钙钛矿型复合氧化物纳米纤维 209
7.3.4 多组分无机纳米纤维 210
7.3.5 其他无机结构陶瓷纤维 211
7.4 无机纳米纤维形态分析 211
7.4.1 简单的无机纳米纤维 211
7.4.2 异质结构的纳米纤维 212
7.4.3 简单珠状纤维 213
7.4.4 核-壳结构复合纳米纤维 214
7.4.5 肩并肩双组分纤维 215
7.4.6 单向排列的纳米纤维 215
7.4.7 枝状异质结构纤维 216
7.4.8 介孔结构无机纳米纤维和无机中空纤维 216
7.5 无机纳米纤维的晶体结构控制 219
7.6 无机纳米纤维基本性质 222
7.6.1 光学性质 222
7.6.2 电学性质 223
7.6.3 磁学性质 225
7.7 展望 226
参考文献 227
第8章 高压静电纺丝技术制备纳米纤维材料的应用研究 231
8.1 引言 231
8.2 模板剂 232
8.2.1 静电纺丝模板制备空心纳米管 232
8.2.2 静电纺丝诱导排列零维材料 235
8.2.3 静电纺丝作为刻蚀技术的模板 237
8.3 过滤器 239
8.4 纳米电子器件 241
8.4.1 纳米导线 241
8.4.2 场效应晶体管 245
8.5 电池和电极材料 249
8.5.1 电池材料 249
8.5.2 电极材料 253
8.6 化学及生物传感器 254
8.6.1 化学传感器 254
8.6.2 生物传感器 265
8.7 催化剂 268
8.7.1 化学催化剂 268
8.7.2 电化学催化剂 270
8.7.3 光催化剂 272
8.8 环境清洁 275
8.8.1 静电纺丝纳米纤维吸附重金属离子 275
8.8.2 静电纺丝纳米纤维去除有机污染物 278
8.8.3 静电纺丝纳米纤维超疏水界面 279
8.9 生物及医学应用 282
8.9.1 纳米纤维载药与药物的控制释放 282
8.9.2 生物敷料 291
8.9.3 组织工程 294
8.9.4 静电纺丝纳米纤维酶固定化研究 299
参考文献 306