电纺丝技术及应用
2012年3月7日星期三本文章是由“北京北京航锐通技术发展有限公司”为您提供 说起电纺丝，人们可能还不太熟悉，但提起纳米纤维，知道的人就很多了。通常我们把直径在纳米范围内，即I一100 nm(有些学者定义为0.1一100 nm)的丝、棒、管类纤维材料统称为纳米纤维。而电纺丝就是在继拉丝、模板合成、相分离和自组装后[1,21，最有希望用多种材料高速高效地生产长距纳米纤维的一项技术。20世纪90年代以来，这项技术以其自身特有的魅力，在纳米科技领域卓然兴起，与其相关的文章和专利更是呈几何级数增长。为此我们相信，在未来的生物、医药、卫生、军事、航天、电子等各个领域中，电纺丝与其纺出的纳米纤维的应用将会日趋广泛，随着电纺技术的革新和纤维性能的优化，这项技术的前途将是不可估量的。 下面简单介绍一下电纺丝装置的构造和原理。是一种常见的静电纺丝机，是它的结构。一台经典的电纺装置主要由三个部分组成:直流高压源、喷丝装置和收集装置。直流高压源的作用是提供产生静电纤维所必需的高压电场，一般采用最大输出电压为30一100 kV的高压直流静电发生器。喷丝装置又可分为储液装置和喷丝头两部分。前者可以是一个小型针管或吸液管，也可以是其他能够稳定提供聚合物溶液或熔体的装置。后者多为一个或数个金属针一头或毛细管，其作用是引导液体匀速流出形成悬垂液滴，但又不至于快速坠落。整个成丝装置必须保证直流高压源与聚合物溶液或熔体稳定相连，从而确保液体充分带电。收集装置的作用是承接纺丝得到的超细纤维，一般采用一块接地或连接高压源另一极的金属屏、板、网格或滚筒。除此之外，它还可以以不同的形态调节整个纺丝体系的电场分布，从而使获得的纤维表现出不同的几何形貌和方向排布等。电纺丝是一件很有意思的事情。当液体通上电后，我们就可以看到悬挂在喷丝头上的液滴慢慢被拉长，从凸球形变成了倒圆锥形，这是由于液滴表面积聚的感应电荷在强电场中受到静电力的作用所致。这个倒圆锥被称为泰勒锥(Taylor cone)。当电场强度高于某一闭值时，液体便会在静电力的作用下突破表面张力的束缚，从泰勒锥的尖端喷射出来，形成高速射流。射流在空中急剧振荡和抖动，进一步细化和裂分。假使液体是某种聚合物溶液，溶剂蒸发后，射流就会形成细细的带电纤维，散落在收集装置上。如果是熔体，固化后的射流也会形成类似的纤维。纤维在收集装置上形成膜状、薄纸状或绒毡状的无纺布，在达到要求的厚度之后，将其取下进行进一步加工，即可得到我们所需的纳米材料制品。 传统的电纺装置由于自身格局的限制，纺丝效率低下，纺出的纤维形貌种类单一且不易控制，但随着对电纺丝技术研究的进一步深人，纺丝装置也在不断地完善和发展中。JoSeong Mu等发明厂双高压源体系，通过在收集装置上加载与喷丝头相反的高压，有效地集了电场，避免周边电场的于扰，从而提高了收集效率。Dan Li等人则采用了新型的同轴嵌套式双喷丝头，纺出具有内外双层结构的超细纤维及中通管Lad，此外还利用平行板接收电极获得了在水平面上按同一个方向有序排列的纤维5.61，突破了纺丝纤维多数只能以无纺布形态存在这一局限。2004年11月，捷克利贝雷茨技术大学宣告与爱勒马可公司合作生产的世界上首台纳米纤维纺丝机问世，该机器无喷丝头，能够大批量生产直径在100-300 run的纤维和宽幅超过1米的大幅纳米无纺布，这是纳米纺织机器的又一次重大突破。而在国内，四川大学纺织研究所研制成了新型的气流一静电纺丝机(简称气一电纺丝机)，其纺丝纤维较常规电纺设备更为轻细而均匀，同时也提高了纺丝效率。 电纺丝技术，是一项生产纳米纤维的快速、简便、易操作、灵活且形式多样的技术，用电纺丝技术生产的超细纤维织品，更具有比表面大，孔隙率高，纤维径细、质轻、形貌均一等优点。不仅如此，电纺丝还可将两种或两种以上的材料以不同的方式复合到同根纤维中.使得纤维在纳米级别的基础上又添加了多种新的功能。由于有种种优点，电纺丝越来越受到人们的好评和关注，并开始在多个领域中大显身手。更多相关知识请登录：http://www.hthrt.com/ 希望对您有帮助
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