納米材料前沿--納米縴維靜電紡絲 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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編輯推薦

適讀人群 ：本書可供從事納米縴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。
《納米材料前沿》是由材料及化學領域的學術帶頭人共同完成的大型齣版項目，是國傢齣版基金資助項目。13名主要著作責任者中，含6名中國科學院院士，其餘全部為“長江學者”或“傑齣青年”。
本書是其中一個分冊，由楊衛民教授組織編寫，圖書主要介紹瞭楊衛民研究團隊在熔體靜電紡絲領域的研究成果，特彆是在紡絲工藝方麵的一些獨特思路，並綜述瞭近幾年靜電紡絲領域的發展。

內容簡介

本書依據作者研究團隊的聚閤物熔體微分靜電紡絲技術以及國內外納米縴維靜電紡絲的新研究進展，從工藝的角度齣發，著重介紹瞭熔體靜電紡絲技術的原理、模擬分析及工藝進展，並介紹瞭熔體靜電紡絲的工業化技術及應用，後對聚閤物納米靜電紡絲技術的未來進行瞭展望。
本書可供從事納米縴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。

作者簡介

教育部“長江學者”特聘教授。北京化工大學博導，教授，曾任機械工程學院院長、國際交流與閤作處處長。先後入選北京市“新星計劃”（1999年），教育部“長江學者奬勵計劃”（2011年）。主要研究領域為“高分子材料加工成型與先進製造”，近五年主持國傢自然科學基金和科技支撐計劃重點項目等30餘項並取得多項創新成果，開闢瞭聚閤物熔體微分超細縴維靜電紡絲的新途徑、發明瞭微積分單元組閤轉子擾流強化傳熱“節能減排”新方法等，研究成果申請發明專利270項（已授權108項），PCT國際專利9項，已獲得國傢科技進步奬2項，省部級科技奬10項，發錶中、英、日三種文字的學術論文380餘篇，著作8本（含英文著作1本），譯著3本；還曾榮獲“侯德榜化工科技創新奬等。

內頁插圖

目錄

第1章緒論001
1.1　聚閤物納米縴維與靜電紡絲的發展 002
1.1.1　納米縴維及其製備技術 003
1.1.2　靜電紡絲技術發展簡史 005
1.2　聚閤物靜電紡絲技術分類與特點 010
參考文獻 013

第2章聚閤物溶液靜電紡絲技術017
2.1　聚閤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　聚閤物溶液靜電紡絲材料 025
2.3　聚閤物溶液靜電紡絲設備 027
2.4　聚閤物溶液靜電紡絲過程 032
2.4.1　溶液黏度 033
2.4.2　溶液錶麵張力和電導率 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章聚閤物熔體靜電紡絲技術039
3.1　聚閤物熔體靜電紡絲裝置 040
3.2　聚閤物熔體微分靜電紡絲的提齣 045
3.3　聚閤物熔體靜電紡絲材料 049
3.4　聚閤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　聚閤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章聚閤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　彈簧係數對拔河效應的影響 101
4.3.3　聚閤物鏈長對拔河效應的影響 103
4.3.4　聚閤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　紡絲電壓對縴維直徑的影響 116
5.1.2　紡絲距離對縴維直徑的影響 119
5.2　分子量與熔體黏度 121
5.2.1　縴維的製備 122
5.2.2　聚閤物分子量對熔體微分電紡縴維的影響 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　氣流速度與縴維直徑的關係 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章靜電紡絲納米縴維的應用研究進展167
7.1　靜電紡絲納米縴維在環境汙染治理中的應用 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　靜電紡絲納米縴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章靜電紡絲納米撚綫199
8.1　概述 200
8.2　納米縴維撚綫的製備方法 201
8.3　展望 208
參考文獻 208

第9章聚閤物納米縴維靜電紡絲技術的未來211

索引 214

前言/序言

自然界的納米縴維如蜘蛛絲和納米縴維素等，以其優異的性能而廣受關注，但由於天然資源匱乏和生産成本偏高等原因，限製瞭大規模産業化發展。如何實現納米縴維的人工製備是人類的百年夢想。為此，全球範圍的眾多研究者開展瞭諸如直接拉伸法、相分離法、模闆法、自組裝法、氣流紡絲法、離心紡絲法等多種途徑的艱難探索，近年來，脫穎而齣的靜電紡絲技術已成為納米縴維這一新材料領域的研究熱點。
靜電紡絲技術探索雖然起源於20世紀30年代，但直到90年代纔真正被關注，近20年來得到瞭蓬勃發展。它在材料適用性、工藝可控性、形貌多樣性等方麵錶現齣瞭巨大的優勢和廣闊的應用前景，通過材料選擇、形貌控製和多種功能化後處理等，利用靜電紡絲技術製備的納米縴維已經廣泛用於能源、電子、生物醫藥、衛生防護、催化劑負載等領域。據統計，截至2017年3月，以“靜電紡絲”為關鍵詞檢索的學術論文標題數就多達26萬條。我國從事靜電紡絲技術和應用研究者已達數萬人。因此，很有必要對近期研究成果進行歸納總結，為推動納米縴維的産業化發展提供理論支撐。
眾所周知，靜電紡絲技術與納米縴維的著作已經有幾本麵世，但主要是圍繞溶液靜電紡絲技術的材料配方和縴維形貌展開，鮮見關於溶劑綠色環保的熔體靜電紡絲技術的詳細描述，而且對於靜電紡絲工藝及裝置的創新成果的介紹也相對較少。因此，本書在簡要介紹靜電紡絲曆史、紡絲原理及工藝的基礎上，通過大量研究實例描述瞭熔體靜電紡絲技術工藝特點和難點，裝備進展與應用創新，特彆是圍繞本團隊首創的聚閤物熔體微分靜電紡絲新原理、新方法、新技術和新裝備進行瞭較為係統的介紹，充分展現齣該創新方法相對於傳統毛細管法的明顯優勢。最後，對聚閤物靜電紡絲技術的未來發展方嚮提齣瞭一些看法。
本書著述的聚閤物熔體微分靜電紡絲原創成果，是團隊廣大師生近十年來接力研究成果的高度濃縮。除封麵所列的編著者以外，還有譚晶、程禮盛、丁玉梅、何雪濤、劉勇等老師，鄧榮堅、郝明鳳、趙鳳雯、王欣、陳宏波、鍾祥烽、夏令濤、劉兆香、李小虎、吳衛逢、馬帥、張羅、馬小路、馬穆德、李軼、秦永新、張艷萍、陳曉青、杜琳等同學為本書所列創新成果做齣瞭重要貢獻。同時，我們由衷地感謝王德禧、王篤金、劉國民、劉東升、楊小平等老師對我們這項科研工作的開展給予的大力支持，以及姚穆、俞建勇、鬍平、丁彬、李從舉、劉太奇等老師對我們給予的熱情指導；還要特彆感謝國傢重點研發計劃（2016YFB0302000）、國傢自然科學基金（51603009）和北京市自然科學基金（2141002）等為我們的研究工作提供瞭經費保障。
本書在萬立駿院士領銜的編委會指導下確定篇章結構和內容取捨標準，撰寫時間比較寬裕，曆時三年數易其稿。但由於作者水平所限，書中難免有疏漏之處，希望廣大讀者批評指正，幫助我們不斷完善，從而為促進納米新材料領域的知識創新和技術進步貢獻綿薄之力。

楊衛民
2017年6月
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