熔体静电纺丝装置中内外锥面喷头电场的研究

研制了一种新型熔体静电纺丝装置,研究其纺丝喷头为内外锥面不同形状时的电场分布规律及电场对纺丝过程和纤维直径的影响。采用有限元法(ANSYS软件)模拟纺丝电场,并与实验对照分析,发现两种情况下电场分布基本相同,外锥面喷头的最大场强明显比内锥面喷头大,纤维直径也较小,同时发现纺丝距离和外加电压对电场和纤维直径有较大影响。为进一步细化纤维,对内锥面喷头装置通入热风辅助纺丝,发现纺得纤维较外锥面更细,直径在10μm以内,最小平均直径约为3μm。     

熔体静电纺丝的工艺条件对纺丝纤维直径的影响

主要研究纺丝温度、纺丝电压、接收距离等参数对聚丙烯(PP)熔体静电纺丝纤维直径的影响。采用了只变一个参数,其它参数固定的常规实验方法。在实验条件范围内,随着纺丝温度的升高,纤维的平均直径逐渐减小,得到PP的最佳纺丝温度240℃。在固定电压的情况下,得到最佳接收距离7cm。在固定接收距离的情况下,随着电压的增加,电场中的喷射流熔体受到的电场力逐渐增大,得出最佳纺丝电压35kV。     

激光熔体静电纺丝研究进展

简述了静电纺丝法的发展历程及研究概况,比较了溶液静电纺丝法和熔体静电纺丝法的优缺点;详细介绍了激光熔体静电纺丝法的优势,总结了目前激光熔体静电纺丝法制备聚合物及复合物微纳米纤维的工艺条件如激光输出功率、应用电压以及聚合物的物理性质等对纤维直径的影响;简要介绍了线激光熔体静电纺丝装置;指出目前激光熔体静电纺丝法制得的多为...     

静电纺丝工艺对聚乳酸纳米纤维形貌及直径的影响

以N,N-二甲基乙酰胺为溶剂配制聚乳酸(PLA)溶液,采用静电纺制备PLA纳米纤维,探讨PLA溶液浓度、纺丝电压、接收距离对PLA纳米纤维形貌、直径及其分布的影响。结果表明:当PLA溶液浓度为10%、纺丝电压为24kV、接收距离为20cm时,纺丝效果好,纤维平均直径约91nm,且直径分布较均匀。     

毛细管熔体静电纺丝法制备热塑性聚氨酯纤维

由于热塑性聚氨酯具有耐磨性、抗凝血性、生物相容性较好及价格低廉等特点,聚氨酯纤维具有较高的断裂伸长率及良好的塑性变形能力,被广泛应用于服装、组织支架、伤口敷料等领域.熔体静电纺丝法具有无有毒溶剂残留、易产业化等特点.文章通过分析热塑性聚氨酯的可纺性,并利用自主产权的熔体毛细管静电纺丝设备对制备热塑性聚氨酯超细纤维的最佳...     

熔体静电纺丝中电极结构对电场和纤维的影响

采用Ansys数值模拟方法,建立了电场分析的有限元模型,研究了电极结构不同时的电场分布及其对纤维直径的影响,以及电压大小对纤维直径的影响。并进行了实验对照分析,发现电极结构包括圆板电极和圆环电极影响熔体静电纺丝的电场分布,但场强最大都出现在喷嘴处,并随接收距离的增大成不同趋势减小,但中空电极能集聚电场,稳定场强,获得更细的纤维。     

静电纺工艺参数对SEBS纤维形貌和直径的影响

通过静电纺丝,将苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)溶解于四氢呋喃(THF)中的纺丝液制备成SEBS纤维,探索了纺丝液质量分数、纺丝电压和接收距离对纤维形貌及直径的影响.通过扫描电镜观察SEBS纤维的形貌以及Photoshop软件测量了SEBS纤维的直径.结果表明,纺丝液质量分数为25％、纺丝电压为10 k...     

静电纺丝工艺对二醋酸纤维素纳米纤维形貌及直径的影响

以质量比为2∶1的丙酮/N,N-二甲基乙酰胺混合溶液为溶剂配制二醋酸纤维素(CA)溶液,采用静电纺丝制备CA纳米纤维,探讨了CA浓度、纺丝电压、接收距离和溶液推进速度等工艺条件对CA纳米纤维形貌、直径及其分布的影响。结果表明:CA纳米纤维的直径随CA浓度增加而增大,随纺丝电压增大而减小;适当的接收距离和溶液推进速度可以获得直径较小且分布均匀的纤维;当CA质量分数为11%、纺丝电压为30 k V、接收距离为15 cm、溶液推进速度为0.010 m L/min时,纺丝效果好,纤维平均直径约130 nm,且直径分布较均匀。     

相对分子质量调节剂在PP熔体微分静电纺丝中的纤维细化作用

利用自制熔体微分静电纺丝装置,添加相对分子质量调节剂CR76,进行聚丙烯(PP)熔体微分静电纺丝,讨论了CR76含量及纺丝温度对PP熔体黏度及纤维直径的影响。结果表明:在200~280℃加工温度下,添加质量分数2%~10%CR76的PP熔体黏度降低到纯PP的25%以下;提高CR76含量与纺丝温度有助于PP纤维直径细化;添加质量分数10%CR76,纺丝温度280℃,制备的PP纤维直径大都小于1μm,平均直径可达970 nm。     

熔体静电纺丝制备高通量微滤膜

为研制出低成本高效过滤微滤膜,对熔体静电纺丝制备的聚丙烯(PP)纤维过滤膜进行了探究,通过改变电压、风速及温度等参数对单、双电极熔体静电纺丝进行试验,得出熔体静电纺丝双电极电纺膜性能优于单电极电纺膜的结论。采用熔体静电纺丝双电极装置制备出平均纤维直径2μm的过滤膜,验证了采用熔体静电纺丝制备高通量过滤膜的可行性,通过对比得出熔体电纺过滤膜的纯水通量是市售孔径0.45μm PP过滤膜的5倍之多,且对大于其纤维直径的微粒的截留率高达95%以上,力学性能好,可用作预过滤膜对污水进行预处理。     

静电纺参数对纳米纤维直径及定向性的影响

利用静电纺丝技术制备纳米级聚丙烯腈(PAN)纤维,通过正交实验分析了溶液浓度、接收距离、针头探出距离、电压、溶液流速等参数对纤维直径分布及定向性的影响。结果证明,溶液浓度对纤维直径分布及定向性的影响最显著,并选出最优化实验方案。     

静电纺间位芳纶纳米纤维的制备工艺参数

通过静电纺丝方法,将氯化锂/N,N–二甲基乙酰胺(Li Cl/DMAc)溶解间位芳纶(PMIA)制备了PMIA纳米纤维,探索了溶液浓度、接收距离、纺丝电压及接收速度等工艺参数对纤维形貌及其直径分布的影响。通过扫描电子显微镜观察了PMIA纳米纤维形貌及应用Image-J软件测量统计了PMIA纤维直径。结果表明,溶液浓度为8%~10%、纺丝电压为16~18 k V、接收距离为15~20 cm,接收速度60~80 r/min的范围内,间位芳纶纳米纤维成型良好,直径分布范围为100~120 nm;PMIA纳米纤维直径随着溶液浓度的减小、静电电压的增加而减小,随着接收速度的增加纤维取向增加。     

静电纺丝装置:设计静电纺丝工艺制备纳米纤维

纳米纤维可以产泛用于制备多种材料,如过滤材料、生物传感器、军用防护涂层、三维组织支架、复合材料、药物释放、敷料以及电子器件.为了制备具有所要求物理化学性能的纳米纤维,研究人员提出了多种静电纺丝工艺,如利用特别设计的收集屏、微电机械加工而成的喷嘴以及利用辅助电极稳定纺丝射流;而且,开发新的静电纺丝工艺仍在继续,目的是为了获得某种场合专用的纳米纤维.通过这些工艺,像纤维取向以及纤维网的三维结构等参数最终可以得到控制.讨论了最近提出的静电纺丝工艺,这些工艺可以赋予纤维特定的功能,同时详细叙述了使用的工艺参数与获得的纤维物理性能之间的关系,最后提出了未来的设计方向,即设计出能够制备最佳结构纳米纤维的静电纺丝装置.     

超细纤维熔体微分静电纺丝原理及设备

聚合物静电纺丝制备微纳米超细纤维的技术路线有两条：溶液法和熔体法。溶液法简单易行,但是存在溶剂污染和纤维孔洞等问题,工业化应用受到限制;熔体法无污染,纤维密实,但粘度大,纤维粗,产量低,而且设备复杂,因而研究较少。针对传统毛细管静电纺丝的不足,本文提出了聚合物熔体微分静电纺丝原理,自主研制出的5代仪器设备持续开展了一系列聚合物熔体微分静电纺丝的实验研究,所制备的超细纤维质地密实光滑,直径范围200-800nm,但喷头产量比毛细管提高2个数量级,从而为工业化应用奠定了基础。     

静电纺丝制备纳米纤维的研究进展

纳米纤维具有直径小、比表面积大和易于实现表面功能化等优点,受到了广泛的关注,而静电纺丝技术被认为是制备聚合物纳米纤维最简单有效的方法,因此国内外学者对静电纺丝技术进行了详细的研究。简单介绍了静电纺丝技术的工作原理,详细阐述了影响静电纺丝的主要工艺参数,包括溶剂、溶液的浓度及黏度、电导率、工作电压、纺丝速度和接收距离等,并叙述了静电纺丝纳米纤维在过滤材料、传感器和生物医学等方面的应用,也指出了该技术存在的一些问题及其应对措施。     

多喷头高压静电纺丝制备纤维毯的工艺及性能研究

多喷头高压静电纺丝过程中,喷头间电场相互干扰,呈现电场矢量强离散性和耦合性,使得所纺纤维毯性能和产量不稳定,为此以稳定电场和结构电场矢量为突破口进行纤维毯的制备工艺及性能研究.利用ANSYS有限元分析软件模拟多喷头工作电场,分析关键操作参数对电场分布的影响,通过参数优化达到电场可控.基于此加装辅助装置构建电场管控策略以...     

静电纺丝工艺参数对PMMA／富勒烯纤维形貌的影响

采用甲苯与二甲基甲酰胺（DMF）混合溶液做溶剂,以静电纺丝法制备了含有富勒烯（C60）的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）纤维,利用扫描电镜观察了纤维的形貌,分析了PMMA的质量分数、溶剂比、纺丝电压、收集距离等对纤维形貌及平均直径的影响。结果表明：PMMA溶液的浓度以及溶剂比对纤维的形貌起着主导作用,当二者变化时,纤维结构变化较大。纤维的平均直径随着PMMA浓废、纺丝电压的增大而增大;当甲苯/DMF体积比增大时,纤维平均直径先增大后减小;纤维形貌受收集距离的影响较小。     

纺丝参数对PS纳米纤维形态和直径的影响

采用静电纺丝法制备了不同溶剂和纺丝变量下的聚苯乙烯(PS)纳米纤维,并研究了溶剂及盐助剂的种类对PS纳米纤维的形态以及直径的影响。以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为溶液时,纺丝液的电导率较高,黏度较低;且纺丝液中的PS纳米纤维呈现串珠状,直径较低。当加入无机盐氯化锌(ZnCl2)后,PS纳米纤维出现分支状结构,加入有机盐十二烷基苯磺酸钠(SDBS)则不会出现这一现象。SEM测试结果表明,用DMF为溶剂,SDBS为盐类添加剂可以获得具有较规整形态及较低直径的PS纳米纤维。     

熔体微分静电纺PBAT纤维膜的制备工艺研究

探究了聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）熔体静电纺性能,并研究了熔体微分静电纺工艺参数与PBAT纤维性能之间的关系。结果表明,随着纺丝温度的升高,纤维直径减小,纤维直径分布呈先减小后增大的趋势;随着纺丝电压的升高,纤维直径减小且分布均匀,纤维膜力学性能逐渐提高;当纺丝距离为9 cm,纺丝温度为260 ℃,纺丝电压为45 kV时,制备的纤维细度及均匀度最佳,其直径为4.31 μm,直径分布标准差为0.76,纤维膜拉伸强度为9.9 MPa、断裂伸长率为111.2 %。     

熔体静电纺丝的电场分布及其对PET纤维成形的影响

借助ANSYS软件模拟聚对苯二甲酸乙二酯(PET)熔体静电纺丝在不同参数(纺丝电压、接收距离、接收板面积)条件下的电场分布,探讨电场分布对熔体静电纺丝PET射流运动与纤维形貌的影响。结果表明,在单喷嘴–平板结构模型中,提高纺丝电压将增强整体空间电场强度,使电场对PET熔体射流的控制力加强,PET熔体射流的摆动半径减小,当纺丝电压由24 k V升高到30 k V时,摆动半径由11.7 mm减至9.9 mm,而摆动角增大,由10.1°增至11.2°,PET纤维直径显著减小,由3.275μm减至2.202μm;接收距离的改变对接收板表面电场的影响显著,随着接收距离的增加,PET射流的直线段比例明显下降,当接收距离由50 mm增加至90 mm时,PET熔体射流的直线段比例由68.0%减至54.0%,PET纤维直径在适中接收距离(70 mm)下表现较细,可达2.184μm;接收板面积的减小加强了对PET熔体射流的控制,使PET熔体射流直线段比例显著增加,当接收板面积由15 cm×15 cm减小至10 cm×10 cm时,PET熔体射流直线段比例由68.0%增加至82.6%,摆动半径减小,由9.9 mm减至4.2 mm,沉积角因PET熔体射流贴服接收板而减小,由12.2°减至9.1°,PET纤维直径稍有增加,由2.202μm增加至2.537μm。