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Summary:
Inthepresentcontribution,polyamide-6(PA-6)solutionswerepreparedinvariouspureandmixed-solventsystemsandlaterelectrospunwiththepolarityoftheemittingelectrodebeingeitherpositiveornegative.
摘要:
在目前的贡献,聚酰胺6(尼龙6熔融行为)方案编写了各种纯和混合溶剂系统和后来的静电与极性的发射电极的积极或消极。
ThePA-6concen-trationintheas-preparedsolutionswasfixedat32%w/v.
尼龙6熔融行为集中在准备的解决方案是固定在32%瓦特/伏
Someofthesolutionproperties,i.e.,shearviscosity,surfacetension,andconductivity,weremeasured.Irrespectiveofthepolarityoftheemittingelectrode,onlytheelectrospinningofPA-6solutioninformicacid(85wt.-%aqueoussolution)produceduniformelectrospunfibers,whilesolutionsofPA-6inm-cresolorsulfuricacid(either20or40wt.-%aqueoussolution)didnot.
一些性能的解决方案,即,剪切粘度,表面张力,和电导率,进行测量。
不论极性的发射电极静电纺尼龙6熔融行为,只有在甲酸(85重量%的水溶液)产生均匀的静电纤维,而解决方案中尼龙6熔融行为间甲酚或硫酸(或20或-40重量%的水溶液)不。
Inthemixed-solventsystems,formicacid(85wt.-%aqueoussolution)wasblendedwithm-cresol,sulfuricacid(either20or40wt.-%aqueoussolution),aceticacid,orethanolinthecompositionalrangeof10–40vol.-%(basedontheamountoftheminorsolvent).Generally,theaveragefiberdiameterincreasedwithincreasingamountoftheminorsolventorliquid.
在混合溶剂系统,甲酸(85重量%的水溶液)是混合甲酚,硫酸(20或-40重量%的水溶液),醋酸,乙醇中的成分范围为10–40卷%(根据数量的次要溶剂)。
通常,该纤维平均直径的增加而增加的数额小的溶剂或液体。
Interestingly,thediametersofthefibersobtainedunderthenegativeelectrodepolaritywerelargerthanthoseobtainedunderthepositiveone.Opticalimagesofelectrospunfibersfromsolutionsof
有趣的是,直径的纤维在负电极的极性是大于下取得的积极。
光学图像的静电纺丝溶液
polyamide-6inamixedsolventof85wt.-%formicacidand20vol.-%m-cresolunderpositive(left)andnegative(right)electrodepolarity.
聚酰胺-6在混合溶剂-85重量%甲酸和20卷%甲酚下积极(左)和消极的(右)电极极性。
Macromol.Mater.Eng.2005,290,933–942DOI:
10.1002/mame.200500024
高聚物。
母校。
eng.2005290933–942:
10.1002/mame.200500024
UltrafineElectrospunPolyamide-6Fibers:
EffectsofSolventSystemandEmittingElectrodePolarityonMorphologyandAverageFiberDiameter
超细静电纺锦纶6纤维:
影响溶剂系统和发射电极的极性形态和纤维平均直径
Received:
January16,2005;Revised:
May23,2005;Accepted:
July5,2005;DOI:
10.1002/mame.200500024
收到:
一月162005;修订:
232005;七月:
52005;接受10.1002/mame.200500024
Keywords:
electrostaticspinning;electrospinning;fibers;nanofibers;polyamide-6;solvent;viscosity
关键词:
静电纺丝;静电;纤维;纤维;尼龙6;溶剂;粘度
Introduction
景区简介
Electrostaticspinningorelectrospinningisaprocessthroughwhichultrafinefiberswithdiametersrangingfromnanometertosub-micrometercanbeproduced.Thenon-wovenwebsobtainedfromthedepositionoftheseultrafinefibersexhibitseveralinterestingcharacteristics,forexam-ple,ahighsurfaceareatomassorvolumeratio,asmallinter-fibrousporesizewithhighporosity,etc.Thesemaketheelectrospunnon-wovenwebssuitableforagreatnum-berofapplications.
静电纺纱或静电是一个过程,超细纤维直径范围从纳米到亚微米可以生产。
无纺布网从沉积这些超细纤维表现出一些有趣的特点,例如,高表面积或体积比,一个小纤维孔径高孔隙率等,使静电非织造网适合大数量的应用。
[1]
[1]
Thebasicprinciplesofthistechniqueconcernwithappli-cationofanintenseelectrostaticfieldtoapolymersolutionormeltacrossafinitedistance.Thepolarityoftheemittingelectrode(i.e.,theonethatisincontactwiththepolymersolutionormelt)canbeeitherpositiveornegative.Whenahighelectrostaticfieldisapplied,chargesaccumulateonthesurfaceofadropletofthepolymersolutionormeltlocatedatthetipofthenozzle.Withincreasingelectrostaticfield,theCoulombicrepulsionforcesdestabilizethepartiallyhemisphericalshapeofthedropletand,finally,acone-likeshape(i.e.,Taylor’scone)wasformedwhenacriticalelec-trostaticfieldwasreached.
这种技术的基本原理与应用的一个强烈的静电场对聚合物溶液或熔体在一个有限的距离。
极性的发射电极(即,一个是在接触与聚合物溶液或熔体)可以是正面还是负面的。
当高压静电场应用,电荷积累在表面的水滴的聚合物溶液或熔体位于冰山的喷嘴。
随着越来越多的静电场,库仑斥力部队破坏部分半球形滴形状和,最后,一个筒状的形状(例如,泰勒锥)成立时,一个关键领域达成电。
[2]
[2]
Onfurtherincreasingtheelectrostaticfield,achargedstreamofthepolymersolutionormelt(i.e.,thechargedjet)isejected.Theelectricallychargedjettravelsinastraighttrajectoryforafewcenti-
关于进一步增加电场,带电的聚合物溶液或熔体(即,带电射流)弹出。
荷电射流沿直线轨迹为几厘米—
metersbeforeundergoingabendinginstability,whichisthoughttobeanothermechanismresponsibleforthethinn-ingofthejetduringitsflighttoagroundedcollector.
米之前经历一个弯曲失稳,这被认为是一个机制负责thinn-ing的飞机在飞行过程中一个接地器。
[3]
[3]
Intheelectrospinningprocessofapolymersolution,choiceofthesolventusedisoneofthemaincontributorsinfluencingthesolutionproperties,e.g.,viscosity,surface
在静电纺丝的聚合物溶液,选择溶剂的使用是一个主要贡献者的溶液性质的影响,例如,粘度,表面tension,andconductivity,which,inturn,influencetheelectrospinnabilityofthesolution.
张力,和电导率,其中,反过来,影响溶液静电纺丝性能。
[4–6]
4–[6]
Leeetal.
李等人。
[7]
[7]
foundthattheelectrospinnabilityofpoly(e-caprolactone)(PCL)
发现,静电纺丝性能的聚(己内酯)(韧带)
solutionswasenhancedwithadditionofN,N-dimethyl-formamide(DMF)tomethylenechloride(MC);however,whentoluenewasaddedtoMC,theelectrospinnabilityoftheresultingPCLsolutionsdecreased.Leeetal.
解决办法是加强与加氮,n-dimethyl-formamide(酰胺)二氯甲烷(三菱商事);然而,当甲苯添加到由此产生的静电纺丝性能,聚己内酯的解决方案降低李等人。
[8]
[8]
foundthatelectrospunpoly(vinylchloride)(PVC)fibersfromPVCsolutionsintetrahydrofuran(THF)showedabroaddistributionofdiametersrangingfromabout500nmto6mm,whilethosefromPVCsolutionsinDMFshoweddiametersofabout200nm.LiuandHsieh
发现静电聚(聚氯乙烯)(聚氯乙烯)纤维聚氯乙烯溶液在四氢呋喃(四氢呋喃)显示了广泛分布的直径范围从500纳米到6毫米,而那些从聚氯乙烯溶液中呈直径约200纳米。
刘、谢
[9]
[9]
studiedtheeffectofsolventontheeletrospinnabilityofcelluloseace-tate(CA)solutionsandfoundthatwhileCAsolutionsin
研究了影响溶剂对eletrospinnability纤维素醋酸酯(加利福尼亚州)的解决方案和发现,而钙的解决方案
puresolventsofacetone,aceticacid,andN,N-dimethyl-acetamide(DMAc)didnotprovidetheformationofconti-nuousfibers,blendingofDMAcwitheitheracetoneoraceticacidproducedsuitablespinnablesystems,withthediametersoftheresultingCAfibersrangingbetween100nmand1mm.
纯溶剂丙酮,乙酸,和氮,n-dimethyl-acetamide(溶剂)没有提供形成尖镰孢菌生长纤维,混合溶剂是丙酮或醋酸生产适合纺系统,与直径的纤维素纤维,100到纳米和1毫米。
Inapreviouswork,
在以往的工作,
[5]
[5]
sixsolvents(aceticacid,aceto-nitrile,m-cresol,toluene,THF,andDMF)havingdifferentproperties(e.g.,density,boilingpoint,solubilityparameter,dipolemoment,anddielectricconstant)wereusedtopre-
六溶剂(乙酸,aceto-nitrile,间甲酚,甲苯,醇,和二甲基甲酰胺)有不同的属性(例如,密度,沸点,溶解度参数,偶极矩,和介电常数)被用来预—
pareelectrospunpolystyrene(PS)fibers.Wefoundthatfiberdiametersdecreasedwithincreasingdensityandboilingpointofthesolvents.AlargedifferencebetweenthesolubilityparametersofPSandthesolventwasresponsibleforthebead-on-stringmorphologyobserved.Productivityofthefibers(thenumbersoffiberwebsperunitareaperunittime)increasedwithincreasingdielectricconstantanddipolemomentofthesolvents.Amongthesolventsstudied,DMFwasthebestsolventthatprovidedPSfiberswiththe
消减静电聚苯乙烯(聚苯乙烯)fibers.we发现纤维直径增加密度下降和沸点的溶剂。
大不同溶解度参数的溶剂和负责bead-on-string形态学观察。
生产力的纤维(纤维网的数量每单位面积单位时间)的增加而增加介电常数和偶极矩的溶剂。
其中溶剂的研究,二甲基甲酰胺是最好的溶剂,聚苯乙烯纤维与
highestproductivityandoptimalmorphologicalcharacter-istics.Inasubsequentwork,
最高生产率和形态character-istics.in后续工作,
[6]
[6]
amoresystematicstudyontheeffectsof18solventsandtheirpropertiesonelectro-spinnabilityofPSsolutionsandappearanceoftheas-spunfiberswasreported.Amongthe18solvents[i.e.,benzene,tert-butylacetate,carbontetrachloride,chlorobenzene,
一个多系统影响的研究18溶剂及其性质聚苯乙烯溶液静电纺丝和外观的初生纤维的报告。
在18种溶剂[即,乙酸叔丁酯,苯,四氯化碳,苯,
chloroform,cyclohexane,decahydronaphthalene(decalin),1,2dichloroethane,DMF,1,4-dioxane,ethylacetate,ethyl-benzene,hexane,methylethylketone(MEK),nitrobenzene,THF,1,2,3,4-tetrahydronaphthalene(tetralin),andtoluene],onlythePSsolutionsin1,2-dichloroethane,DMF,ethylacetate,MEK,andTHFwerefoundtoproducefiberswithhighenoughproductivity.
氯仿,环己烷,十氢萘(十),1,2二氯乙烷,1,4二氧六环,二甲基甲酰胺,乙酸乙酯,乙苯,己烷,甲基乙基酮(甲乙酮),nitroben催化剂,四氢呋喃,1,2,3,4-tetrahydronaphthalene(萘),和甲苯],只有诗解二氯乙烷,乙酸乙酯,二甲基甲酰胺,酮,和四氢呋喃被发现产生纤维具有足够高的生产力。
Inthepresentcontribution,theeffectsofsolventsystemandpolarityoftheemittingelectrodeonelectrospinnabilityoftheas-preparedpolyamide-6(PA-6)solutionsandthemorphologicalappearanceoftheresultingPA-6fiberswereinvestigated.Thethreesolventswereformicacid(85wt.-%aqueoussolution),m-cresol,andsulfuricacid(either20or40wt.-%aqueoussolution)andthemixed-solventsystemswerebinaryblendsofformicacid(85wt.-%aqueoussolution)withanothersolventorliquid[i.e.,m-cresol,sulfuric
在目前的贡献,影响溶剂系统和极性的发射电极静电纺丝性能的聚酰胺6(尼龙6熔融行为)的解决方案和外观形态所产生的纤维尼龙6熔融行为进行了调查。
三溶剂甲酸(85重量%的水溶液),间甲酚,和硫酸(20或40野生。
-%水溶液)和混合溶剂系统的二元共混物的甲酸(85重量%的水溶液)与另一溶剂或液体[即,间甲酚,硫酸
acid(either20or40wt.-%aqueoussolution),aceticacid,andethanol].ExperimentalPartThePA-6resin(Mw?
20000Da)usedwassuppliedbyAsiaFiberPublicCo.,Ltd.(Thailand).Thesolventsusedinthisworkwere85wt.-%formicacid(CarloErba,Italy),m-cresol(CarloErba,Italy),96wt.-%sulfuricacid[Labscan(Asia),Thailand],glacialaceticacid[Labscan(Asia),Thailand],andethanol(CarloErba,Italy).Thesechemicalswereofanalyticalgradeandwereusedwithoutfurtherpurification.Polyamide-6solutionswerepreparedinthreedifferentsolvents(i.e.,85wt.-%formicacid,m-cresol,andeither20or40wt.-%sulfuricacid)andsomemixed-solventsystemsof85wt.-%formicacidandanothersolventorliquid(i.e.,mcresol,20or40wt.-%sulfuricacid,aceticacid,andethanol)in
酸(20或-40重量%的水溶液),醋酸,乙醇]。
实验部分尼龙6熔融行为树脂(兆瓦?
20000大)是由亚洲光纤公共有限公司,(泰国)。
在这项工作中所使用的溶剂-85重量%甲酸(卡劳尔巴,意大利),间甲酚(卡劳尔巴,意大利),-96重量%硫酸[labscan(亚洲),泰国],冰醋酸[labscan(亚洲),泰国],和乙醇(卡劳尔巴,意大利)。
这些化学品的分析级和用于进一步purification.polyamide-6方案编写了三种不同的溶剂(即,-85重量%的甲酸,间甲酚,和20或-40重量%硫酸)和一些混合溶剂系统85wt-%甲酸和另一溶剂或液体(即,mcresol,20-40重量%硫酸,醋酸,乙醇)在
variouscompositionalratiosrangingbetween10and40vol.-%(basedontheamountoftheminorsolvent).Theconcentration
各种成分的比例介于10和40卷。
%(根据数量的次要溶剂的浓度)。
ofPA-6inthesesolventsystemswasfixedat32%w/v.Someof
对尼龙6熔融行为在这些溶剂系统被固定在32%瓦特/v.some的
thesolutionproperties
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