便携式熔体静电纺丝装置及其在原位生物医学领域的应用研究

发布时间：2021-10-20 00:00

　　纳米纤维材料具有不同于普通纤维材料的纳米尺度、比表面积大、孔径小等优良特眭,在生物医疗、储能催化、环境治理、航空航天等领域有着广阔的实际应用前景。静电纺丝法是一种基于高压静电连续生产纳米纤维的简单技术,该方法简单高效、生产成本较低、改造加工性强,是近年来纳米技术的研究热点之一。原位静电纺丝技术在充分发挥静电纺纳米纤维优良特性的基础上,结合便携式静电纺丝装置使用灵活的优势,在生物医学领域展现出广泛的应用前景和巨大的发展潜力。本论文拟利用自主设计的便携式静电纺丝装置,探索原位静电纺丝技术在生物医学方面的应用。本论文主要由以下三部分组成:（1）静电纺丝纤维由于它的高比表面积,高孔隙率和透气性等优点而作为伤口敷料引起了科研人员的广泛注意。与溶液静电纺丝相比,熔体静电纺丝过程中不使用有毒溶剂,为原位制备伤口敷料提供了可能。然而,以往报道的熔体电纺丝设备由于其必要的加热单元,通常体积庞大且笨重,并且为了避免静电干扰,各部分也是分离的。在这篇文章中,我们报告了一种自供电的手持式熔体静电纺丝敷料枪,它可以在没有任何外部电源（户外）的情况下工作。我们采用一种特殊的高传热高绝缘装置,解决了该集成装置的静电... 

【文章来源】：青岛大学山东省

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

静电纺丝的发展历史[3]

青岛大学硕士学位论文4改性，并/或引入新的官能团和组分以调整孔隙率和孔径。此外，可以沿着垂直方向扩展薄的纳米纤维席，从而生成三维结构[5，6]。如图1.2所示，通过对装置，原料和纺丝参数的控制，可制备出核壳结构、中空结构、平行、交叉结构以及有序排列、绞线、螺旋等不同形貌的纳米纤维。图1.2不同结构和不同形貌的纳米纤维[5]1.3静电纺丝原理静电纺丝是一种电动力学过程，在此过程中，液滴带电产生射流，然后拉伸产生纤维。静电纺丝纤维的成形机理涉及化学、流变学、流体力学、空气动力学、静电学等学科，且纤维成形过程极短，产量很高。如图所示，静电纺丝的基本装置相当简单，几乎每个实验室都可以配备[7-8]。主要部件包括高压电源、注射泵、喷丝器(通常是针头钝的皮下注射针头)和导电收集器。电源可以是直流电(DC)或交流电(AC)。在静电纺

青岛大学硕士学位论文61.4.2熔体静电纺丝熔体静电纺丝技术最早出现在20世纪30年的一篇专利中[12]。在这之后，人们并没有意识到熔体静电纺丝技术的优越性，导致其没有得到很好的发展。直到20世纪80年代，熔融静电纺丝技术才引起科研人员的广泛关注[13]。并在其后的时间里的得到了充分的研究。熔体静电纺丝是将聚合物加热至熔融状态进行纺丝，此过程中不使用溶剂。在熔体纺丝过程中避免溶剂的使用意味着没有残留或溶剂回收的挑战:没有对有毒溶剂的回收/去除的要求，提高了工艺的安全性和产率[14]。因此，熔体纺丝比溶液纺丝具有更高的生产效率和更低的制造成本[15]。此外，对于溶剂蒸发问题，从工作人员的健康安全和环境保护角度来看，熔体静电纺丝技术为工厂的大规模制备超细纤维提供了可能性。此外，在室温下(如PE、PP和PET)没有合适溶剂的聚合物可以被加工，从而拓宽了可纺材料的范围。与使用溶剂相比，熔体加工的许多优点可以外推到熔体和溶液静电纺丝的比较中去。此外，熔体纺丝还提供了生产多组分体系和产品的优势:许多组分组合很少有共同溶剂，否则会使制造过程高度复杂化[16]。一般来说，熔体静电纺丝装置的构成包括：加热系统、进料系统、高压静电发生系统，可承受高温的料筒，纺丝喷口。图1.4熔体静电纺丝装置示意图[16]

【参考文献】：
期刊论文
[1]PCL/Fe3O4磁性复合纳米纤维的结构与性能[J]. 杨旭东,胡阳,胡吉永,王璐,王富军.  化工新型材料. 2016(11)
[2]静电纺丝专利申请的现状分析[J]. 曾浩,范敏,许怀远.  合成纤维工业. 2013(03)
[3]可聚合的氧化还原引发体系[J]. 吴蓉,宋瑾,翟光群,蒋必彪.  高分子通报. 2011(05)



本文编号：3445850