静电纺丝法是制备纳米材料文献综述

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20世纪70年代C.Hayash通过研究纳米粉体的性质、生产方法以及在物理、化学、生物等邻域的应用，从而催生出了“纳米技术”。纳米技术在20世纪80年代后期、90年代初得到急速的发展，逐渐发展成为一个新兴的学科领域，并被公认为是21世纪新兴技术的前沿。纳米材料是指三维空间尺度至少有一维处于纳米尺度(0-100nm)的材料，它是由尺寸介于微观和宏观之间的物质所组成的。纳米材料具有多种微观特性，其中表面与介面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、量子隧道效应等是纳米粒子和纳米材料的基本特性，也是其具有宏观独特性能的微观原因。44475

静电纺丝法是制备纳米材料简单而实用的方法之一，这种方法不同于传统的纺织法，它是将几千至几万伏的高压静电加于所需试剂上(如图1)，由于电场力的作用，聚集在毛细管顶端的试剂液滴被加速，当电压足够大，产生的电场力也足够大时，试剂液滴即可克服其表面张力的影响，形成喷射状的细流，这些细流在喷射过程中，溶剂蒸发而发生固化，最后落到接收装置上，形成如布状的纤维毡。
静电纺原理图

静电纺原理图

起初，人们认为聚合物在到达针尖时，当聚合物液滴内的静电排斥里超过了溶液表面张力时，静电排斥力就会迫使电荷从液滴中分离出来，而同时，在电荷离开液滴时，也就会牵引出部分聚合物溶液而形成纤维。在纤维向接收板移动的过程中会由溶剂的蒸发而变得更细，同时，较高的排斥力又会使较细的纤维劈裂而形成更细的纤维。

Rutledge和他的研究小组通过对静电纺喷射的研究认为喷射流在运动到一定距离后开始变得不稳定，发生振荡并最终拉伸成为很细的单根纤维。1934年美国人Antou Formhals申请了第一项关于静电纺技术方面的专利，该专利涉及了利用电场力对液体的作用生产人造纤维的工艺与设备，即静电纺技术[7]。

随着纳米技术的发展，人们逐步对纳米材料重要性认识的加深，静电纺技术作为制备纳米纤维的重要方法之一，也成为了研究的热点论文网。静电纺工艺并不能算是一种新的工艺，它的基本原理在1917年就已经被公开，但是一直以来却并没有得到充分的发展，其根本原因很可能出现在纤维生产方面。有关静电纺的专利很多，已远远超过了发表的科技文章的数量，但是能够应用于商业的静电纺纤维却很少，其关键在于纤维的规模化生产和质量控制在根本上影响了静电纺纤维的商业化道路。

近十多年来，对纳米材料的制备，性能及应用等方面的研究，取得了丰硕的成果。目前，对纳米材料的研究已经从最初的单相金属或单一聚合物发展到了合金、化合物有机材料载体复合材料以及纳米管，纳米纤维等，纳米复合材料领域是目前比较前沿的研究之一。

纳米科学技术与技术的快速发展已经激发起人们对研究一维纳米结构的兴趣，由于一维纳米结构有很多特殊的性能，它已经成为制备纳米器件的重要组成部分，近年来，用于制备纳米纤维的方法有很多，而在众多的方法中，静电纺丝法最为简便，它主要用来制备空心或实心、超长而且均匀的纳米纤维。

聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是一种绿色高分子产品，它是一种重要的水溶性酰胺类精细化学品，PVP的物化性质包括以下几个方面：溶解性：PVP是水溶性高分子，既能与水互溶，又能溶解于许多醇、羧酸、胺类、卤代烃等有机溶剂；成膜性：PVP具有非常好的成膜性，PVP溶于某些溶剂如水、甲醇、乙醇等中可以浇注或涂布成膜；吸水性：PVP具有较强的吸水性和保湿性，常用于高级化妆品中；分散性和增溶性：小分子的PVP有良好的分散作用，防止颗粒相互聚集而沉淀，此外PVP还可以增加许多物质在水溶液中的溶解度；络合性： PVP分子内的O原子、N原子是典型的配位原子，使其具有与某些物质络合的能力,如碘、苯类、阿吗啉及多种磺胺类药。到目前为止，PVP已发展成为均聚物、共聚物、交联聚合物三大类，有工业级、医药级、食品级三种规格及数百个品种，应用领域也有最初的人造血浆增溶剂发展到医药、化妆品、食品、涂料、黏接剂、印染助剂、分离膜、感光材料等领域。PVP超细纤维所具有的的重要潜在应用价值也随着研究的逐渐深入而显现出来，有关PVP超细纤维及其相关纳米纤维的制备与性能研究的文章、报道也越来越多]。