靜電紡絲過程中的帶電聚合物,在電場力、表面張力和黏彈力的共同作用下,會發(fā)生形變,由圓形變?yōu)闄E圓形,進(jìn)而變?yōu)殄F形。當(dāng)電場力增大到一定程度時,聚合物就會在錐尖被加速,從而形成射流。Taylorzai于1964年對這個錐形進(jìn)行了深入的研究。他指出,當(dāng)電場力的強(qiáng)度增加時,液滴變得越來越扁長,當(dāng)超過臨界電壓時,液滴形狀將不再穩(wěn)定,先伸長,然后就趨于錐形。Taylor計算了一個流體形成的錐的半角角度α=49.3°,這就是泰勒錐。
近年來,納米材料成為人們的研究熱點(diǎn),靜電紡絲技術(shù)是一種能連續(xù)制備直徑為幾納米到數(shù)微米纖維的有效方法之一。由于其制備的納米纖維具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)越的性能,能廣泛應(yīng)用于過濾材料、生物醫(yī)學(xué)材料(包括人造器官、組織工程、血管、給藥系統(tǒng)、創(chuàng)傷包扎、呼吸面罩等)和納米電子儀器等領(lǐng)域。目前,有關(guān)納米纖維形態(tài)和材料特性的基礎(chǔ)研究工作仍處于初級階段,靜電紡絲的工藝設(shè)計和開發(fā)功能化納米纖維是新興功能材料領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn)。
靜電紡絲機(jī)。又稱化學(xué)纖維成形。制造化學(xué)纖維的一道工序。將某些高分子化合物制成膠體溶液或熔化成熔體后由噴絲頭細(xì)孔壓出形成化學(xué)纖維的過程。 紡絲膠體溶液或熔體用計量泵向噴絲頭輸送。成形方法主要有溶液紡絲(solution spinning)和熔體紡絲(melt spinning)兩大類。近年來還出現(xiàn)許多新的特殊紡絲法。
應(yīng)用領(lǐng)域:
生物高分子、通用高分子、預(yù)聚體納米纖維制備。
高分子共混物納米纖維的制備。
具有納米孔洞、納米顆粒、納米珠串結(jié)構(gòu)的表面或薄膜的制備應(yīng)用范圍非常廣泛:醫(yī)藥:藥物載體;止血材料;創(chuàng)傷材料;
高性能口罩等化妝品:皮膚清潔劑;面膜等服裝:防護(hù)服(防毒);內(nèi)衣(保溫、防寒);
登山服(輕薄、防濕、保溫)服裝:組裝工程支架材料:皮膚再生用多孔質(zhì)膜;
人造血管;骨、軟骨、牙等再生用三維構(gòu)造體;
再生等阻隔過濾材料:組裝工程支架材料:空氣過濾器;凈水過濾器;
高效率過濾;濾芯等其他:納米/納米電子材料;鋰電池的