靜(jing)電紡絲是一種新(xin)技術,它可制備出直徑為納米級的絲,最小直徑可至1納米。納(na)米纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)主要包括兩個概念(nian)(nian):一是(shi)嚴格意義上的納(na)米纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei),是(shi)指纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)直(zhi)(zhi)徑小于100 nm的超微細纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)。另(ling)一概念(nian)(nian)是(shi)將(jiang)納(na)米微粒填(tian)充到纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)中(zhong)(zhong),對纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)進(jin)行改性(xing),也就是(shi)我們通常(chang)意義上的納(na)米纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)。納(na)米纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)有以(yi)下幾種制(zhi)備(bei)方(fang)法(fa):靜電紡(fang)絲(si)(si)法(fa)、海(hai)島(dao)形雙組分(fen)復合紡(fang)絲(si)(si)法(fa)、分(fen)子噴絲(si)(si)板(ban)紡(fang)絲(si)(si)法(fa)、聚合過(guo)程中(zhong)(zhong)直(zhi)(zhi)接制(zhi)造直(zhi)(zhi)徑納(na)米纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei),以(yi)及采用(yong)直(zhi)(zhi)接紡(fang)絲(si)(si)或(huo)后整理方(fang)法(fa)將(jiang)納(na)米粉(fen)體(ti)材(cai)料(liao)與纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)復合,制(zhi)備(bei)納(na)米纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)的方(fang)法(fa)。

靜(jing)電紡絲技術與(yu)傳統紡絲技術有著明顯(xian)的(de)不同(tong),即靜電紡絲技術通過靜電力作為牽引力來制備超細纖維。如圖所示,在靜電紡絲工藝過程中,將聚合物熔體或溶液加上幾千至幾萬伏的高壓靜電,從而在毛細管和接地的接收裝置間產生一個強大的電場力。當電場力施加于液體的表面時,將在表面產生電流。相同電荷相斥導致了電場力與液體的表面張力的方向相反。這樣,當電場力施加于液體的表面時,將產生一個向外的力,對于一個半球形狀的液滴,這個向外的力就與表面張力的方向相反。

如果電場力的大小等于高分(fen)子溶液或熔(rong)體(ti)的表面張力時,帶電的液滴就懸掛在毛細管的末端并處在平衡狀態。隨著電場力的增大,在毛細管末端呈半球狀的液滴在電場力的作用下將被拉伸成圓錐狀,這就是Tay lor 錐。當電場力超過一個臨界值后,排斥的電場力將克服液滴的表面張力形成射流,而在靜電紡絲過程中,液滴通常具有一定的靜電壓并處于一個電場當中,因此,當射流從毛細管末端向接收裝置運動的時候,都會出現加速現象,這也導致了射流在電場中的拉伸,最終在接收裝置上形成無紡布狀的納米纖維。

靜電紡絲裝置(zhi)示意圖

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