靜電紡絲原理

靜電紡絲(si) 原理

電紡絲(si) ( electrospinning) 又稱靜電紡絲(si) ( electrostatic spinning) , 是一種利用聚合物溶液或熔體(ti) 在強電場作用下形成噴射流進行紡絲(si) 加工的工藝。近年來, 電紡絲(si) 作為(wei) 一種可製備超精細纖維的新型加工方法, 引起了人們(men) 的廣泛關(guan) 注。理論上, 任何可溶解或熔融的高分子材料均可進行電紡絲(si) 加工。目前世界上已成功進行電紡絲(si) 加工的聚合物超過30 種, 包括DNA、膠原、絲(si) 蛋白等天然高分子, 以及聚氧乙烯、聚丙烯腈、聚乳酸、聚酰亞(ya) 胺、尼龍、聚乙烯醇、聚己內(nei) 酯、聚氨酯等合成高分子。
原理
在電紡絲(si) 過程中, 噴射裝置中裝滿了充電的聚合物溶液或熔融液。在外加電場作用下, 受表麵張力作用而保持在噴嘴處的高分子液滴, 在電場誘導下表麵聚集電荷, 受到一個(ge) 與(yu) 表麵張力方向相反的電場力。當電場逐漸增強時, 噴嘴處的液滴由球狀被拉長為(wei) 錐狀, 形成所謂的 泰勒錐 ( Taylorcone) 。而當電場強度增加至一個(ge) 臨(lin) 界值時, 電場力就會(hui) 克服液體(ti) 的表麵張力, 從(cong) 泰勒錐中噴出。噴射流在高電場的作用下發生震蕩而不穩, 產(chan) 生頻率*的不規則性螺旋運動。在高速震蕩中, 噴射流被迅速拉細, 溶劑也迅速揮發, 終形成直徑在nm級的纖維, 並以隨機的方式散落在收集裝置上, 形成無紡布。