关于日本静电纺丝法的介绍

发布日期：2022-06-24 浏览次数：623

关于日本静电纺丝法的介绍

静电纺丝法的主要特点是将各种材料（主要是聚合物）纺成纳米纤维形状，另外还具有纤维形状的控制相对容易的特点。

目前为止实现了用以下材料来进行静电纺丝实验。（见图1）

・工业热塑性聚合物

・可生物降解聚合物

・聚合物混合物

・与无机化合物混合的复合材料



图1

静电纺丝法通常使用材料溶解于溶剂中的溶液作为纺丝材料。


近年来，氧化铝、氧化锆、钛氧化物、锆钛酸铅等陶瓷纳米纤维的纺丝实例频频出现。


静电纺丝系统，如图1所示，由高压电源、聚合物溶液、注射器、喷头和接地收集器组成。聚合物溶液将以恒定的速度从注射器中推出至喷头上。


在喷头上施加20kv至40kv的高压，当电吸引超过聚合物溶液的表面张力时，聚合物溶液喷射器将注向收集器。射流中的溶剂逐渐挥发，当到达收集器时，射流将降低到纳米级。

纺制出的纳米纤维会形成如图2所示的膜。

纤维的取向性取决于收集器。

纳米纤维膜的单位体积的总表面积比微米级纤维膜会大很多。



图2

因此，纳米纤维通过化学或物理改性获得了未有的特性，并有望在各个领域得到新的应用。

如图3所示，即使用同一种聚合物纺丝，也可以通过改变纺丝参数来制备不同形状的纤维，如表面光滑的纤维、珠状纤维和多孔纤维等。




静电纺丝的参数一般分为三组：溶液特性、纺丝环境和纺丝条件。

Solution Characteristics

・溶液浓度

・粘度

・导电性

・弹性

・表面张力

Spinning Environment

・环境温度

・湿度

・大气压


Spinning Conditions

・施加电压

・溶液喷出量

・喷头和收集器之间的距离

・收集器的旋转速度