第1章緒論001

1.1　聚合物納米纖維與靜電紡絲的發展 002

1.1.1　納米纖維及其制備技術 003

1.1.2　靜電紡絲技術發展簡史 005

1.2　聚合物靜電紡絲技術分類與特點 010

參考文獻 013

第2章聚合物溶液靜電紡絲技術017

2.1　聚合物溶液靜電紡絲原理 018

2.1.1　泰勒錐 019

2.1.2　閾值（臨界）電壓 019

2.1.3　射流穩定運動段 020

2.1.4　射流不穩定運動段 021

2.1.5　射流直徑的計算 022

2.1.6　電暈現象 024

2.2　聚合物溶液靜電紡絲材料 025

2.3　聚合物溶液靜電紡絲設備 027

2.4　聚合物溶液靜電紡絲過程 032

2.4.1　溶液黏度 033

2.4.2　溶液表面張力和電導率 033

2.4.3　電場 034

2.4.4　收集距離 034

2.4.5　進料速率 035

2.4.6　環境參數 035

參考文獻 036

第3章聚合物熔體靜電紡絲技術039

3.1　聚合物熔體靜電紡絲裝置 040

3.2　聚合物熔體微分靜電紡絲的提出 045

3.3　聚合物熔體靜電紡絲材料 049

3.4　聚合物熔體微分靜電紡絲射流間距的理論分析 051

3.4.1　射流間距的定義 051

3.4.2　射流間距分析模型的建立 052

3.4.3　射流間距模型的數學分析 053

3.5　聚合物熔體微分靜電紡絲射流間距的實驗研究 058

3.5.1　勻強電場強度對射流間距的影響 060

3.5.2　最大電場強度對射流間距的影響 062

3.5.3　熔體黏度對射流間距的影響 065

3.5.4　進給流量對射流間距的影響 066

3.6　小結 067

參考文獻 068

第4章聚合物靜電紡絲的模擬分析071

4.1　靜電紡絲建模相關研究進展 072

4.2　熔體靜電紡絲中電場分布規律 074

4.2.1　有限元模擬方法簡介 074

4.2.2　電場模型建立與參數選擇 075

4.2.3　紡絲噴頭對電場分布規律的影響 084

4.2.4　不同接收電極的電場模擬和實驗對比 090

4.2.5　輔助結構對紡絲電場的影響 094

4.3　拔河效應介觀模擬分析 096

4.3.1　耗散粒子動力學簡介 097

4.3.2　彈簧系數對拔河效應的影響 101

4.3.3　聚合物鏈長對拔河效應的影響 103

4.3.4　聚合物黏度對拔河效應的影響 104

4.4　射流細化的理論分析 106

4.4.1　模型的建立 106

4.4.2　理論分析 108

參考文獻 112

第5章熔體微分靜電紡絲工藝115

5.1　電場 116

5.1.1　紡絲電壓對纖維直徑的影響 116

5.1.2　紡絲距離對纖維直徑的影響 119

5.2　分子量與熔體黏度 121

5.2.1　纖維的制備 122

5.2.2　聚合物分子量對熔體微分電紡纖維的影響 123

5.3　進給流量 127

5.4　氣流輔助工藝 130

5.4.1　氣流輔助裝置 130

5.4.2　氣流速度與纖維直徑的關系 132

5.5　小結 133

參考文獻 134

第6章靜電紡絲的工業化技術137

6.1　溶液靜電紡絲工業化技術 138

6.1.1　多針頭靜電紡絲設備 138

6.1.2　針多射流靜電紡絲設備 141

6.2　熔體靜電紡絲工業化技術 150

6.2.1　熔體微分靜電紡絲單噴頭設備 151

6.2.2　熔體微分靜電紡絲4噴頭設備 156

6.2.3　熔體微分靜電紡絲32噴頭設備 158

6.2.4　設備設計流程與關鍵點 163

參考文獻 164

第7章靜電紡絲納米纖維的應用研究進展167

7.1　靜電紡絲納米纖維在環境污染治理中的應用 168

7.1.1　高效過濾 169

7.1.2　催化氧化 170

7.1.3　吸附 172

7.1.4　固定酶及其他 176

7.2　生物醫藥領域的應用 177

7.2.1　藥物緩釋 178

7.2.2　組織工程 180

7.2.3　傷口敷料 183

7.2.4　小結 184

7.3　靜電紡絲納米纖維在能源領域的應用 185

7.3.1　鋰離子電池材料 185

7.3.2　燃料電池材料 188

7.3.3　超級電容器材料 189

參考文獻 190

第8章靜電紡絲納米捻線199

8.1　概述 200

8.2　納米纖維捻線的制備方法 201

8.3　展望 208

參考文獻 208

第9章聚合物納米纖維靜電紡絲技術的未來211

索引 214

本書依據作者研究團隊的聚合物熔體微分靜電紡絲技術以及國內外納米纖維靜電紡絲的新研究進展，從工藝的角度出發，著重介紹了熔體靜電紡絲技術的原理、模擬分析及工藝進展，并介紹了熔體靜電紡絲的工業化技術及應用，后對聚合物納米靜電紡絲技術的未來進行了展望。

本書可供從事納米纖維靜電紡絲及其相關領域研究的人員及高等院校相關專業學生參考使用。

本書依據作者研究團隊首創的聚合物熔體微分靜電紡絲技術以及國內外納米纖維靜電紡絲的最新研究進展，從工藝的角度出發，著重介紹了熔體靜電紡絲技術的原理、模擬分析及工藝進展，并介紹了熔體靜電紡絲的工業化技術及應用，最后對聚合物納米靜電紡絲技術的未來進行了展望。

本書可供從事納米纖維靜電紡絲及其相關領域研究的人員及高等院校相關專業學生參考使用。

《靜電紡絲與納米纖維》以靜電紡絲技術的理論為基礎，系統介紹了靜電紡納米纖維的種類與結構、功能化應用及批量化制造。內容涉及靜電紡絲技術的起源、發展以及基本原理；靜電紡納米纖維的種類、結構、測試技術、表面功能化修飾技術；靜電紡納米纖維在生物醫學、過濾、個體防護、傳感、自清潔、催化、能源、光電磁、復合增強、食品工程、化妝品等領域的應用研究；靜電紡納米纖維批量化制造設備及技術發展的現狀。《靜電紡絲與納米纖維》可供靜電紡絲和納米纖維材料領域的研究人員閱讀，也可供高等院校相關專業的師生參考。

第1章緒論001

1.1　聚合物納米纖維與靜電紡絲的發展 002

1.1.1　納米纖維及其制備技術 003

1.1.2　靜電紡絲技術發展簡史 005

1.2　聚合物靜電紡絲技術分類與特點 010

參考文獻 013

第2章聚合物溶液靜電紡絲技術017

2.1　聚合物溶液靜電紡絲原理 018

2.1.1　泰勒錐 019

2.1.2　閾值（臨界）電壓 019

2.1.3　射流穩定運動段 020

2.1.4　射流不穩定運動段 021

2.1.5　射流直徑的計算 022

2.1.6　電暈現象 024

2.2　聚合物溶液靜電紡絲材料 025

2.3　聚合物溶液靜電紡絲設備 027

2.4　聚合物溶液靜電紡絲過程 032

2.4.1　溶液黏度 033

2.4.2　溶液表面張力和電導率 033

2.4.3　電場 034

2.4.4　收集距離 034

2.4.5　進料速率 035

2.4.6　環境參數 035

參考文獻 036

第3章聚合物熔體靜電紡絲技術039

3.1　聚合物熔體靜電紡絲裝置 040

3.2　聚合物熔體微分靜電紡絲的提出 045

3.3　聚合物熔體靜電紡絲材料 049

3.4　聚合物熔體微分靜電紡絲射流間距的理論分析 051

3.4.1　射流間距的定義 051

3.4.2　射流間距分析模型的建立 052

3.4.3　射流間距模型的數學分析 053

3.5　聚合物熔體微分靜電紡絲射流間距的實驗研究 058

3.5.1　勻強電場強度對射流間距的影響 060

3.5.2　最大電場強度對射流間距的影響 062

3.5.3　熔體黏度對射流間距的影響 065

3.5.4　進給流量對射流間距的影響 066

3.6　小結 067

參考文獻 068

第4章聚合物靜電紡絲的模擬分析071

4.1　靜電紡絲建模相關研究進展 072

4.2　熔體靜電紡絲中電場分布規律 074

4.2.1　有限元模擬方法簡介 074

4.2.2　電場模型建立與參數選擇 075

4.2.3　紡絲噴頭對電場分布規律的影響 084

4.2.4　不同接收電極的電場模擬和實驗對比 090

4.2.5　輔助結構對紡絲電場的影響 094

4.3　拔河效應介觀模擬分析 096

4.3.1　耗散粒子動力學簡介 097

4.3.2　彈簧系數對拔河效應的影響 101

4.3.3　聚合物鏈長對拔河效應的影響 103

4.3.4　聚合物黏度對拔河效應的影響 104

4.4　射流細化的理論分析 106

4.4.1　模型的建立 106

4.4.2　理論分析 108

參考文獻 112

第5章熔體微分靜電紡絲工藝115

5.1　電場 116

5.1.1　紡絲電壓對纖維直徑的影響 116

5.1.2　紡絲距離對纖維直徑的影響 119

5.2　分子量與熔體黏度 121

5.2.1　纖維的制備 122

5.2.2　聚合物分子量對熔體微分電紡纖維的影響 123

5.3　進給流量 127

5.4　氣流輔助工藝 130

5.4.1　氣流輔助裝置 130

5.4.2　氣流速度與纖維直徑的關系 132

5.5　小結 133

參考文獻 134

第6章靜電紡絲的工業化技術137

6.1　溶液靜電紡絲工業化技術 138

6.1.1　多針頭靜電紡絲設備 138

6.1.2　無針多射流靜電紡絲設備 141

6.2　熔體靜電紡絲工業化技術 150

6.2.1　熔體微分靜電紡絲單噴頭設備 151

6.2.2　熔體微分靜電紡絲4噴頭設備 156

6.2.3　熔體微分靜電紡絲32噴頭設備 158

6.2.4　設備設計流程與關鍵點 163

參考文獻 164

第7章靜電紡絲納米纖維的應用研究進展167

7.1　靜電紡絲納米纖維在環境污染治理中的應用 168

7.1.1　高效過濾 169

7.1.2　催化氧化 170

7.1.3　吸附 172

7.1.4　固定酶及其他 176

7.2　生物醫藥領域的應用 177

7.2.1　藥物緩釋 178

7.2.2　組織工程 180

7.2.3　傷口敷料 183

7.2.4　小結 184

7.3　靜電紡絲納米纖維在能源領域的應用 185

7.3.1　鋰離子電池材料 185

7.3.2　燃料電池材料 188

7.3.3　超級電容器材料 189

參考文獻 190

第8章靜電紡絲納米捻線199

8.1　概述 200

8.2　納米纖維捻線的制備方法 201

8.3　展望 208

參考文獻 208

第9章聚合物納米纖維靜電紡絲技術的未來211

索引 214 2100433B