材料选择


静电纺基本上是聚合物流体的牵伸,很多不同种类的聚合物都可以用来进行静电纺制备成纤维,用什么材料进行静电纺丝取决于目标应用、材料可纺性、材料成本、溶剂安全性和溶剂成本等。

(1)常用静电纺丝聚合物以及所用溶剂:

编号 聚合物名称 简称 溶剂
1 聚氧化乙烯 PEO
2 聚乙烯醇 PVA
3 聚乙烯吡咯烷酮  PVP 水、乙醇、DMF 
4 聚偏氟乙烯 PVDF DMF、DMAc、(DMF:丙酮=7:3)
5 聚丙烯腈 PAN DMF、DMAc 
6 聚己内酯 PCL TCM、DCM、(DCM:DMF=7:3)
7 聚乳酸 PLA HFIP、TCM、DCM、(DCM:DMF=7:3)
8 聚醚砜 PES DMF、DMAc
9 聚氨酯 PU DMF、DMAc 
10 聚苯乙烯 PS DMF、DMAc、TCM 、THF
11 聚酰胺 PA 甲酸、HFIP
12 醋酸纤维素 CA  (DMF:丙酮=1:2)(85%丙酮:15%水)
13 壳聚糖 CS 三氟乙酸、乙酸水溶液
14 丝素蛋白 SF HFIP、甲酸、TFA
15 胶原蛋白 COLL collagen HFIP、TFE 

(2)静电纺常用溶剂参数:

编号 溶剂 密度(g/cm3) 介电常数     沸点(℃) 饱和蒸气压(kPa)
1 1.0 78.54~80.2 100 2.34(25℃)
2 乙醇 0.798 24.55 78.5 5.33(19℃)
3 DMF 0.945 36.7 153 2.7(20℃)
4 HFIP 1.596 17.75 58.2 102(20℃)
5 THF 0.889 7.6 66 21.6(20℃)
6 TFA 1.535 42.1 72.4 14(25℃)
7 TFE 1.383 27.5 78 52(20℃)
8 DCM 1.325 8.9 40 47(25℃)
9 TCM 1.483 4.81 62 26.2(25℃)
10 甲酸 1.22 58.5 100.5 5.33(24℃)
11 乙酸 1.048 6.15 117 1.5(20℃)
12 丙酮 0.790 20.7 117 30.825℃

(3)不同应用常用的静电纺丝材料:
a.空气过滤/水过滤:PVDF、PAN、PA、PES、PU、PLA、PS等
b.生物医用:PEO、PCL、PLGA、PLA、胶原蛋白、丝素蛋白、透明质酸、壳聚糖、甲壳素等
c.电池隔膜:PI、PEI、PVDF、PMIA等
d.防水透湿:PU、PVDF等
e.碳纳米纤维:PAN 、PVP等 f.无机纳米纤维助纺材料: PVA、PVP等
g.吸附分离:CA 、PAN、壳聚糖 等
(4)静电纺常用接收基材:
铝箔纸、离型纸、油光纸、纺粘布、熔喷布、塑料筛网、木浆纤维纸等。
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