納米纖維靜電紡絲（簡體書）

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，並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。

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、國際交流與合作處處長。先后入選北京市“新星計劃”（1999年），教育部“長江學者獎勵計劃”（2011年）。主要研究領域為“高分子材料加工成型與先進制造”，近五年主持國家自然科學基金和科技支撐計劃重點項目等30余項並取得多項創新成果，開辟了聚合物熔體微分超細纖維靜電紡絲的新途徑、發明了微積分單元組合轉子擾流強化傳熱“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，已獲得國家科技進步獎2項，省部級科技獎10項，發表中、英、日三種文字的學術論文380余篇，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獎等。

《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出版項目，是國家出版基金資助項目。13名主要著作責任者中，含6名中國科學院院士，其余全部為“長江學者”或“杰出青年”。本書是其中一個分冊，由楊衛民教授組織編寫，圖書主要介紹了楊衛民研究團隊在熔體靜電紡絲領域的研究成果，特別是在紡絲工藝方面的一些獨特思路，並綜述了近幾年靜電紡絲領域的發展。

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