纺丝技术是早期制备环境净化纺织品的主要方法。将环境净化功能化合物与聚合物纺丝液混合均匀后，使用特定的纺丝机，可制备具有环境净化功能的纤维。纺丝技术分为传统纺丝技术和静电纺丝技术。

1.3.1.1　传统纺丝技术

传统纺丝技术主要包括熔体纺丝法和溶液纺丝法。

熔体纺丝法首先是将聚合物加热至熔点以上的适当温度以制备熔体，熔体经螺杆挤压机导出喷丝孔，使之形成细流状射入空气中，并经冷凝而成为纤维材料。

溶液纺丝法是选取适当溶剂将成纤高聚物溶解形成纺丝溶液，然后经纺丝机进行纺丝加工。根据凝固方式不同，溶液纺丝法又分为干法纺丝和湿法纺丝。其中干法纺丝是利用易挥发溶剂使聚合物溶解制成纺丝液，然后将纺丝液从喷丝头压出形成细丝流，通过热空气套筒使细丝流中的溶剂迅速挥发而凝固牵伸成丝。湿法纺丝是将成纤聚合物溶解于溶剂中制成纺丝溶液，将纺丝溶液由喷丝头喷出进入凝固浴中，喷出的细丝流与凝固液作用形成丝条，其特点是喷丝头孔数多，但纺丝速度较慢，适合纺制短纤维。在环境净化纤维的纺丝过程中，应将具有环境净化功能的化合物如纳米TiO2粒子等加入聚合物纺丝液中，混合均匀后，通过上述纺丝方法制备功能纤维。要特别注意，为了使纳米TiO2粒子混合均匀，通常使用特殊有机化合物对纳米TiO2粒子进行表面接枝改性。这是由于它们的有机官能团和聚合物大分子链间存在较强的相互作用，另外在表面形成的接枝聚合物短链也会增加空间位阻效应，使纳米TiO2粒子在聚合物中的分散性得到有效提高。此外，为进一步改善所制备纤维材料的净化功能，可使用下列两种方法将纳米TiO2粒子等功能材料分布于纤维表层。

①皮芯型复合纺丝技术：在纺丝工艺中选用皮芯型复合纺丝组件，分别以含纳米TiO2粒子的聚合物母粒和常规聚合物切片作为皮层和芯层。这样不仅能使纳米TiO2粒子最大限度地暴露在外面，使其发挥最高的净化效率，还能提高纤维的力学性能。

②碱减量加工技术：使用NaOH水溶液对功能纤维进行表面处理，让纤维中的纳米TiO2粒子尽可能地露出纤维表面。这是因为纳米TiO2粒子的光催化降解反应发生在纤维表面，而加入的纳米TiO2粒子进入纤维内，难以完全发挥其催化功能，会降低纤维的净化效率。

1.3.1.2　静电纺丝技术

近十年来，静电纺技术的快速发展使得众多合成纤维从普通纤维材料转变成为具有超细直径和巨大表面积的纳微米纤维材料，显著加强了它们的功能化特性，拓展了应用范围。静电纺丝技术的基本原理是，在聚合物溶液或熔体表面通过施加高压电源，使喷丝头和接收装置之间形成一个强大的高压电场，聚合物溶液或熔体在高压电场力的作用下带正电，致使液体或熔体表面产生电荷，由于同种电荷相斥，使液体或熔体表面的张力与电场力方向相反，当液体或熔体表面的电荷斥力大于其表面张力时，喷丝头内的聚合物溶液或熔体液滴就会克服自身的表面张力和黏弹性力，在喷丝头末端被拉成圆锥状，形成泰勒锥现象；当电场力进一步增加时，带电的溶液或熔体射流从泰勒锥的锥顶喷射出来，经过溶剂挥发和拉伸后形成的纳微米尺寸的纤维膜沉积在接收装置上（图1-1）。聚合物溶液或熔体的喷射过程主要分为三个阶段，分别是射流的产生及其运动初始阶段、射流非稳定阶段及进一步拉伸细化和射流固化并形成纳米纤维膜阶段。

图1-1　静电纺丝工艺原理示意图(www.daowen.com)

静电纺丝的主要影响因素有聚合物溶液浓度、纺丝电压、供液速度和接收距离等。

（1）聚合物溶液浓度

聚合溶液浓度较低时，即使是可纺性好的聚合物，也会由于运动过程中表面张力作用较大而形成串珠状纤维，甚至无法成纤。而提高聚合物溶液浓度则有利于纳米纤维的均匀形成。当聚合物溶液浓度过高时，纺丝头顶端的液滴容易因溶剂挥发过快而固化堵塞纺丝头，从而阻碍纺丝过程的顺利进行。

（2）纺丝电压

只有当电压较高时，所形成的电场力才能使聚合物溶液克服表面张力形成射流进而被拉伸成纤维。纺丝电压越高，与接收装置之间形成的电场对射流的拉伸作用越大，同时射流表面的电荷密度也会增加，得到的纳米纤维的直径越细。

（3）供液速度

当供液速度较快时，流经纺丝头的聚合物溶液增多，电场力作用对所形成射流的拉伸作用不够，则形成直径较大的纳米纤维。

（4）接收距离

接收距离是指纺丝头到接收装置的距离。接收距离较小时，电场对射流的作用力大，溶剂挥发时间变短，容易形成相互粘连的纳米纤维，纤维直径随着接收距离的增加而逐渐减小。但是接收距离过长，会影响静电场稳定性，使得射流不稳定，难以形成理想的纳米纤维。需要说明的是，当在聚合物溶液中添加不可纺的环境净化材料如纳米TiO2或金属酞菁等时，静电纺丝过程控制会变得难以控制。通常应选用可纺性更好的聚合物溶液构成共混纺丝液，再进行静电纺丝，或者通过可纺性好的聚合物溶液作为皮层纺丝液，通过同轴纺丝头进行静电纺丝。