【静电纺丝技术概述1700字】

[31-32]为：当向注射器施加压力时，聚合物溶液从注射器的喷头处被挤出，针尖射流到达直流高压静电场，由于聚合物溶液自身也携带电荷，溶液表面存在一定的相互吸引力，在电场力和表面张力的共同作用下，射流在针尖喷头处形成一个锥状液滴，即泰勒锥。在高压静电的作用下，泰勒锥表面的电荷不断的积聚增加，直至电场力大于表面张力时，无数的带电射流从泰勒锥中射出，然后，随着溶液中溶剂的蒸发和电场力的作用，射流直径按数量级的速度急剧减小，电场力起到了进一步的发挥作用，使纳米纤维以螺旋状的形式飘浮到接收面板上，经过一段时间后最终形成纳米纤维膜。图1-2静电纺丝原理及设备图1.2影响静电纺丝技术的因素影响电纺膜形貌和结构的因素主要有以下几个方面：溶液黏度高分子聚合物溶液的黏度影响着聚合物分子链。若溶液的黏度过高，则会使聚合物分子链的缠结过多、过密，从而使针尖射流发生不稳定的现象，使纺丝过程出现问题，并且会增加纺丝获得的纳米纤维直径和分布的不均匀性。反之，如果溶液的黏度过低，此时，高压静电场产生的电场力就会远远大于液面的表面张力，会使纤维在到达接受面板之前就已经被拉扯成片段状，使纳米纤维膜上出现大量的串珠结构或微球。溶液的导电能力纺丝过程中，静电场对纺丝液有着很大的作用力，所以溶液的导电能力会对纺丝直接带来影响。大量的射流束会在静电纺丝的过程中被生产出来，聚合物溶液在高压静电的作用下被拉伸成一条一条的纤维，固化成型后形成纤维膜。将盐类、离子溶液或者导电金属离子这类带有导电能力的物质加入聚合物溶液中，不仅能够提高其导电性，同时还能提高聚合物溶液的电荷密度。接收距离接收距离会影响着纺丝时的静电场强度、溶液在电场中被拉伸的程度、射流到达接受面板的时间以及溶液的挥发程度。当接收距离小时，电场强度变大，溶液在电场中的拉伸效果变好，对纳米纤维的形成有利，可以使生成的纳米纤维直径更细、分布更均匀。反之，当接收距离变大，纳米纤维无法到达接收面板，致使纺丝失败，无法成膜。电压大小纺丝时，随着施加电压不断的增大，电压下液面的表面张力会与电场力达到平衡，此时在针尖会出现泰勒锥。当此平衡被打破，电压增大，纤维会从泰勒锥尖端出射出，并且溶液中的电荷互相排斥，将纤维的直径进一步降低。当电压过高时，泰勒锥会被拉变形，存在不稳定因素，射流从其尖端射出时易使纤维膜形成串珠结构。相反，当电压较小时，电场力的作用太弱，无法使泰勒锥射出直径相同的射流，有的甚至无法到达接收面板，从而导致纳米纤维膜形成的失败。注射器的推进速率在使用注射器注射聚合物溶液时，当注射的推进速率过大，在重力的作用下液滴会从针尖低落进入电场，这样最后形成的纳米纤维膜结构上会有比较大的聚集体。反之，当推进速率过小时，寄出的溶液量过小，使泰勒锥无法稳定存在，进而导致泰勒锥射出的射流不稳定，最后形成的纳米纤维膜会存在隔膜厚度不均匀，纤维断断续续等问题。纺丝时的周围环境在使用静电纺丝技术时，环境也是影响纺丝结果的一个重要因素。在纺丝时，应该避免出现明显的气流干扰，预防因气流干扰而打断纤维丝的接受路径。外界温度和空气湿度同样也会影响电场中溶剂的挥发速度。若温度过高，高温会致使溶剂的挥发速率加快，会造成纤维没有细化分散到纳米级就变得干燥，使膜的形成不够理想