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影响静电纺丝的因素有哪些

更新时间:2021-08-06 10:37:21 人气指数:
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静电纺丝是一种纳米纤维制造工艺,聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝。在电场作用下,针头处的液滴会由球形变为圆锥形(即“泰勒锥”),并从圆锥尖端延展得到纤维细丝,这种方式可以生产出纳米级直径的聚合物细丝。

影响静电纺丝纤维的因素有很多:

1.聚合物溶液浓度

聚合物溶液浓度越高,粘度越大,外表张力越大,而脱离针头后液滴割裂才能随外表张力增大而削弱。一般在其它条件守恒时,纤维直径随着浓度增加而增大。

2.电场强度   

随电场强度增大,静电纺丝液的射流有更大的外表电荷密度,因而有更大的静电斥力。当所施加的电压不同时,为打破表面张力与电场力的平衡,毛细管顶端的液滴将会产生不同的表面形状,从而影响所产生的喷射液滴及细流尺寸的分布情况、纤维形态。

3.纺丝针头与收集器之间的间隔   

聚合物液滴从针头喷出后,在空气中伴跟着溶剂挥发,聚合物浓缩固化成纤维,最终被接纳器接纳。随两者间间隔增大,直径变小。

4.纺丝环境的温湿度   

纺丝温度对静电纺丝纤维的影响是多方面的。一方面,升高温度有利于溶剂的挥发,使射流在电场中快速固化,使纳米纤维直径增大;另一方面,纺丝温度也会影响纺丝液的粘度、表面张力及导电性。而湿度对静电纺丝纤维的影响主要表现在影响溶剂的挥发性。升高湿度会减低溶剂的挥发速度,反之亦然。因此可以通过调节纺丝环境的温湿度对静电纺丝所得的纳米纤维形貌进行调控。

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