高效制备纳米纤维的新型喷气静电纺丝技术及其机理研究

发布时间：2020-12-27 21:17

　　静电纺丝技术因操作简单,成本低廉,目前已成为制备纳米纤维最直接有效的方法之一。随着纳米科技的兴起,该技术近十几年来得到了迅猛发展。然而,静电纺丝技术因效率低下,易堵塞等缺陷严重制约着纳米纤维的批量制备面对纳米纤维日益增长的的巨大市场需求,探索新的纺丝方法以提高纳米纤维的生产效率,已经迫在眉睫。无针静电纺丝技术代表着可工业化制备纳米纤维的最新发展趋势,有着广阔的探索空间与应用潜力。气泡纺丝技术作为几种典型的无针静电纺丝技术之一,可实现纳米纤维的小批量制备,但其存在气泡成型过程难以控制,气泡破裂不均匀,纺丝过程不稳定以及生产效率有待提升等缺陷。针对这些缺陷,本文在气泡静电纺的基础上,设计开发了新型的喷气静电纺丝装置,可在开放式溶液表面持续地形成多股稳定射流,从而使纳米纤维生产效率得到大幅度提升,其性能更优异。本文首先在气泡静电纺的基础上,设计开发了新型的喷气静电纺丝装置,并采用高速摄影机观察了其纺丝过程,同时运用电场模拟软件对其进行了模拟分析,研究了其制备机理,从而逐步改进和完善此装置。接着,本文通过调节新型喷气静电纺丝参数来高效地制备纳米纤维,并采用扫描电子显微镜、全自动孔隙测试仪和万能... 

【文章来源】：苏州大学江苏省

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

纳米纤维的全球市场评估）

高效制备纳米纤维的新型喷气静电纺丝丝基本原理示为单针头静电纺丝装置示意图，如图所示，该静电纺丝泵、注射器、接收极板等四部分组成。其中注射器针头处中注满聚合物溶液，在流量泵的缓慢推动下，注射器中有器针头的电场强力便能够克服溶液的表面张力形成泰勒锥发经过不规则运动沉积在接收极板上，最终形成无规则排纺丝的过程也是纤维由喷丝头至接收装置之间不规则运动极其细微，且与空气完全接触，因此静电纺丝质量所受环丝电压、接收距离、流量泵速度等因素亦息息相关[10]。

备纳米纤维的新型喷气静电纺丝技术及其机理研究 是浓度超过某一界值时，溶液会堵塞针头，直接导致实验中断。液导电率对纺丝效果的影响。溶液的电导率有助于溶液所受电场力增强变细。溶液的表面张力，与电场强力是一对斥力，因此在同样的纺丝条面张力越小，越有助于泰勒锥射流的产生，得到的纳米纤维直径越细。丝过程的影响较为复杂，纺丝湿度相比纺丝温度对纺丝效果有着更加直环境湿度大时容易导致串珠形纳米纤维出现。电纺丝技术制备的纳米纤维，常规形态是表面光滑的纳米纤结构，除此具备特定应用功能的微观形貌各异的纳米纤维被制备出来。如多孔结构-17]核壳结构纳米纤维[18]中空结构纳米纤维[19]卷曲结构纳米纤维[20]清洁纳米纤维等[21]

【参考文献】：
期刊论文
[1]一维棒状纳米纤维素及光谱性质[J]. 张力平,唐焕威,曲萍,李帅,秦竹,孙素琴.  光谱学与光谱分析. 2011(04)
[2]纳米纤维聚苯胺在电化学电容器中的应用[J]. 陈宏,陈劲松,周海晖,焦树强,陈金华,旷亚非.  物理化学学报. 2004(06)
[3]静电纺丝纳米纤维的工艺原理、现状及应用前景[J]. 覃小红,王善元.  高科技纤维与应用. 2004(02)

博士论文
[1]新型气泡静电纺丝技术及自清洁纳米纤维膜的制备[D]. 陈柔羲.苏州大学 2016

硕士论文
[1]静电纺多孔结构纳米纤维的制备及其性能研究[D]. 司娜.苏州大学 2014



本文编号：2942498