静电纺丝论文
静电纺丝论文:静电纺取向纳米纤维及其纤维束制备的研究

静电纺丝论文:静电纺取向纳米纤维及其纤维束制备的研究【中文摘要】本文主要对旋转滚筒接收制备静电纺纳米纤维进行了研究。
通过将静电纺丝与传统纺纱中的涡流纺纱相结合,自主研发了一种获取静电纺纳米纤维束的新型的接收装置,并对该接收装置的纺丝原理、纺丝工艺参数等进行了初步的探讨。
首先研究了滚筒法制备静电纺取向纳米纤维的纺丝工艺。
选用质量分数为12%的聚丙烯腈(PAN)溶液作为纺丝液,当纺丝电压为12kV,纺丝距离为12cm和纺丝流率为0.01ml/min时,考虑到射流的稳定和节约能源,选取获取具有一定取向排列的静电纺纳米纤维的滚筒最佳转速为150rpm。
然后通过在纺丝液中分别添加活性碳、氯化锂来制备静电纺取向纳米纤维膜,研究了添加剂的加入对纤维形貌、结构和力学性能的影响。
研究发现,添加剂加入后都能改善纤维的取向程度,且氯化锂加入后,纤维在滚筒上的沉积面积减小。
随着活性碳含量的增加,所得纤维的直径逐渐增加,而添加氯化锂后,纤维直径的变化不是很明显,但是当氯化锂含量为0.6%时,纤维间出现集束的现象。
通过XRD分析可知,氯化锂的加入能提高聚丙烯腈大分子的规整排列。
通过力学性能分析发现,随着活性碳含量的增加,纤维的力学性能变差,且活性碳对力学性能的影响明显,而随着氯化锂含量的增加,纤维的拉伸应力呈现先减小后增加的趋势,且当氯化锂含量为0.6%时,静电纺取向纳米纤维的拉伸应变提高。
最后,采用漏斗型管道作为静电纺接收装置,并对漏斗后端的圆柱形管道切向抽真空,使得在整个漏斗型管道内部及漏斗口部分形成一定的气流场,从而对纤维进行集聚,形成纤维束。
此外,采用质量分数为12%的聚丙烯腈溶液作为纺丝液,对新型静电纺丝装置的纺丝工艺参数进行了初步的探讨,研究了纺丝距离、纺丝流率、真空泵的抽气速率等因素对静电纺纳米纤维束的形成的影响。
通过实验发现,当纺丝距离为3cm,纺丝流率为0.005ml/min,真空泵的抽气速率为6L/s时,能获得集束性能良好的静电纺纳米纤维束。
静电纺丝纳米纤维的研究

中国科学技术大学硕士学位论文静电纺丝纳米纤维的研究姓名:徐松秀申请学位级别:硕士专业:核技术及应用指导教师:蒋诗平2011-05-12摘要近年来,纳米材料成为人们的研究热点,静电纺丝技术是一种能连续制备直径为几纳米到数微米纤维的有效方法之一。
由于其制备的纳米纤维具有独特的结构和优越的性能,能广泛应用于过滤材料、生物医学材料(包括人造器官、组织工程、血管、给药系统、创伤包扎、呼吸面罩等)和纳米电子仪器等领域。
目前,有关纳米纤维形态和材料特性的基础研究工作仍处于初级阶段,静电纺丝的工艺设计和开发功能化纳米纤维是新兴功能材料领域的一个研究热点。
本文利用自制静电纺丝装置研究纳米纤维的新应用领域,我们主要开展了以下二个部分的工作:第一部分:利用静电纺丝技术构建了新型三维纳米通道系统。
将不同质量分数的聚苯乙烯(polystyrene, PS:Mw=1.3×105 g/mol)溶液加入一定量十二烷基磺酸钠(SDS),在不同电压下进行静电纺丝。
所得纤维在90 ℃加热粘连后,形成三维聚苯乙烯纳米网络模板,然后将硅橡胶预聚体(含10%交联剂)灌注进入上述模板并交联形成网络复合材料,再用二硫化碳超声除去聚苯乙烯纤维。
采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜对纤维模板形貌和纳米通道进行了表征。
结果表明,质量分数为10%的PS溶液加入0.5%SDS,在20 kV电压下进行静电纺丝得到直径为150 nm的纤维。
SDS的加入对纺丝纤维具有平滑作用,使得粘连的纤维模板能更易去除,形成的三维纳米通道直径约160 nm左右,与纤维模板直径一致。
该类型纳米通道可以应用于医学药物载体、纳流控芯片等众多领域。
第二部分:利用静电纺丝技术制备了聚苯乙烯(PS)与Gelatin复合纳米纤维刚性乳化剂,应用扫描电子显微镜(SEM)表征和分析了纤维的形貌,分别研究了溶液浓度、纺丝电压、接收距离、进样速度等因素对纤维形貌和直径的影响,并用接触角实验和荧光显微镜实验分别从不同角度对混纺效果进行了验证。
静电纺丝技术

静电纺丝技术的研究摘要:文章介绍了静电纺丝制备纳米纤维的技术,详细地介绍了这种技术的优点,以及它在各个方面广泛的应用。
此外,虽然它具有很多的优点,但目前也仍然存在一些问题,我们也对此进行了探讨。
关键词:静电纺丝纳米纤维应用原理前言:近年来,纳米结构材料,如纳米纤维、纳米管,由于其尺寸效应十分显著,在光、热、磁、电等方面的性质和体材料明显不同,出现许多新奇特性,因此收到了研究人员的高度重视。
纳米纤维最大的特点就是比表面积大,从而导致其表面能和活性的增大,产生小尺寸效应、表面或界面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等,在化学、物理性质方面表现出特异性[1]。
电纺技术是一种简单和通用的获得连续微米级别以下的超细纤维的方法。
通过电纺的方法可以制备出多种纳米纤维,包括氧化物纤维,高子分聚合物纤维等。
静电纺丝方法制备的纳米纤维,具有纳米尺寸的直径,高比表面以及纤维之间形成的微小孔隙[2]。
纳米纤维、静电纺丝都是一些新事物,具有广阔的发展前景。
可以用于组织工程、人造器官、药物传递和创伤修复等。
另外,对植物施用杀虫剂是纳米纤维可能大规模应用的又一个领域。
但当前的静电纺丝技术还不成熟,有待于深入地研究,以制得高质量的纤维并能使纳米纤维的制备实现产业化[3]。
一静电电纺丝技术静电纺丝技术(electrospinning)在国内一般简称为电纺,其是一种利用聚合物流体在强电场作用下,通过金属喷嘴进行喷射拉伸而获得直径为数十纳米到数微米的纳米级纤维的纺丝技术。
通过静电纺丝技术得到的纳米级纤维具有直径小、表面积大、孔隙率高、精细程度一致等特点,在组织工程、传感器、工业、国防、农业工程等领域具有极大的发展潜力,而且其在医药领域诸如伤口敷料、控制释放体系等方面也有着巨大的应用前景[5]。
从科学基础来看,这一发明可视为静电雾化技术的一种特例。
静电雾化与静电纺丝的最大区别在于:两者所使用的工作介质不同。
静电雾化采用的是粘度较低的牛顿流体;而静电纺丝采用的是粘度较高的非牛顿流体。
静电纺丝技术在制备纳米材料方面的应用研究

静电纺丝技术在制备纳米材料方面的应用研究近年来,随着科技的进步,人们对材料的研究也日益深入。
特别是对于纳米材料,其具有极高的比表面积和优异的物理和化学特性,因此在生物医药、化学工业、电子信息等领域中的应用越来越广泛。
而静电纺丝技术作为制备纳米材料的一种新颖方法,吸引了越来越多科学家的关注。
本文将探讨静电纺丝技术在制备纳米材料方面的应用研究。
1. 静电纺丝技术的基本原理静电纺丝技术是一种制备纳米材料的简易和低成本方法。
其基本原理是通过高电场作用下的静电纺丝,将溶液中的聚合物或其他化学物质喷出,形成纤维状态从而得到纳米级的材料。
静电纺丝技术可分为两类:一类是溶液基静电纺丝技术,一类是熔融基静电纺丝技术。
2. 静电纺丝技术在制备纳米材料中的应用2.1 纺丝纤维的形态控制静电纺丝技术具有较好的纤维形态控制能力,可通过改变纤维的形态、直径等参数来调节材料性能。
例如,通过调节电场强度和纺丝距离,可以制备出不同直径、不同形状的纤维,进而影响材料的力学性质、热学性质、光学性质等。
2.2 纳米材料的制备静电纺丝技术在制备纳米材料方面具有很强的优势。
由于静电纺丝技术制备的纤维直径可以控制在几十纳米至几微米的尺度,因此可以制备出纳米级物质,如纳米颗粒、纳米线、纳米片等各种形式的纳米材料。
2.3 生物医学应用纳米材料在生物医学领域中具有广泛的应用,如药物传输、组织工程和诊断成像等。
静电纺丝技术制备的纳米材料具有良好的生物相容性和药物载荷能力,能够用于药物缓释和组织修复。
3. 静电纺丝技术的未来发展未来,静电纺丝技术仍将是一种热门的制备纳米材料的方法。
近年来,一些新型静电纺丝器件的研发也在不断发展,如高速旋转静电纺丝、纳米打印等技术,这些技术的发展将进一步提高静电纺丝技术的精度和效率。
综上所述,静电纺丝技术是一种重要的制备纳米材料的新方法,其应用前景广阔,对于生物和化工等领域具有重要意义。
随着科技的不断进步,静电纺丝技术也将得到更深入的研究和发展。
静电纺丝技术制备纳米纤维的研究进展

静电纺丝技术制备纳米纤维的研究进展近年来,随着纳米科技的快速发展,纳米材料的研究在各个领域得到了广泛应用。
其中制备纳米纤维的技术,成为了研究热点之一。
静电纺丝技术便是一种制备纳米纤维的重要手段,由于其简单易行、成本低廉、操作方便等优点,已经成为应用最为广泛的方法。
本文将从静电纺丝技术的基本原理、研究进展、应用展望三个方面进行论述。
第一部分:静电纺丝技术的基本原理静电纺丝技术是一种通过电场作用将溶液中的大分子材料拉伸成纳米级别的纤维的方法。
该技术主要依靠静电相互作用力和表面张力之间的竞争关系,来控制和定向溶液中的高分子纤维进行拉伸。
静电纺丝技术的基本原理可归纳为以下三个步骤:1. 溶液制备:制备静电纺丝纤维的首要步骤是制备高分子材料的溶液。
该溶液需要具有一定的粘度和表面张力,一般可以使用有机溶剂来溶解高分子材料。
2. 高电场加薄膜涂布:在静电纺丝设备上沉积一个高电场,并用喷雾器将高分子溶液轻松喷射在一个导电性或吸附性基底上。
溶液被均匀覆盖在导电性或吸附性基底上的一个细长的液体线。
3. 拉伸和固化:在高电场的作用下,溶液会变成一条液体纤维,并开始在导电性或吸附性基底上放置。
同时,高分子纤维的拉伸也在进行中。
将纤维固化并从基底上分离出来即可。
第二部分:静电纺丝技术的研究进展在纳米科技的发展进程中,静电纺丝技术是一种应用领域十分广泛的制备纳米材料的方法。
自2006年被应用于生物材料制备以来,该技术受到了越来越多的关注和研究。
近年来,静电纺丝技术发展的主要方向是,探索新型高分子材料,提高制备效率,改善纤维纳米结构控制技术。
下面,我们分别从这三个方面进行探讨。
1. 探索新型高分子材料静电纺丝技术的应用范围很广,主要用于制备聚合物、纺织品、纳米印刷等领域的高分子材料。
近几年,研究人员广泛探索各种新型的高聚物材料,如壳聚糖、聚乳酸、DNA、蛋白质等。
这些新型材料的引入,不仅增加了高分子材料领域的研究深度,同时也拓宽了静电纺丝技术在工业上的应用范围。
《静电纺丝制备In2O3基纳米纤维及其对丙酮气敏性能研究》范文

《静电纺丝制备In2O3基纳米纤维及其对丙酮气敏性能研究》篇一一、引言随着科技的发展,材料科学领域在探索新型材料方面取得了显著的进步。
其中,In2O3基纳米材料因其独特的物理和化学性质,在传感器、催化剂、太阳能电池等领域具有广泛的应用前景。
静电纺丝技术作为一种制备纳米纤维的有效方法,为In2O3基纳米材料的制备提供了新的途径。
本文旨在研究通过静电纺丝制备的In2O3基纳米纤维及其对丙酮气敏性能的探究。
二、静电纺丝制备In2O3基纳米纤维1. 材料与设备本实验采用In(NO3)3·xH2O、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等材料作为原料,利用静电纺丝设备进行In2O3基纳米纤维的制备。
2. 实验方法首先,将原料按照一定比例混合,配置成均匀的溶液。
然后,将溶液注入静电纺丝设备的喷射头中,通过施加高压电场,使溶液在电场力的作用下进行拉伸、喷出并形成纤维。
最后,对制备的纤维进行热处理,得到In2O3基纳米纤维。
三、丙酮气敏性能研究1. 实验原理In2O3基纳米纤维具有较高的比表面积和良好的气体吸附性能,对丙酮气体具有较高的敏感度。
通过测量纳米纤维在不同浓度丙酮气体下的电阻变化,可以评估其气敏性能。
2. 实验过程与结果将制备的In2O3基纳米纤维置于不同浓度的丙酮气体中,测量其电阻变化。
实验结果表明,随着丙酮气体浓度的增加,纳米纤维的电阻逐渐减小。
这表明In2O3基纳米纤维对丙酮气体具有良好的敏感度。
此外,我们还发现纳米纤维的直径、表面积等因素对气敏性能具有重要影响。
四、讨论与分析1. 静电纺丝技术优势静电纺丝技术具有操作简单、成本低廉、可控制备等优点,为In2O3基纳米纤维的制备提供了有效途径。
通过调整纺丝参数,可以实现对纳米纤维直径、表面积等性能的调控。
2. In2O3基纳米纤维气敏性能分析In2O3基纳米纤维对丙酮气体具有良好的敏感度,这主要归因于其较高的比表面积和良好的气体吸附性能。
此外,纳米纤维的直径、表面积等因素也会影响其气敏性能。
静电纺丝工艺与方法的研究

东华大学
硕士学位论文
静电纺丝工艺与方法的研究
姓名:李志民
申请学位级别:硕士
专业:纺织工程
指导教师:王新厚
20080101
东华大学硕士学位论文第三章规模化静电纺丝方法的初探
为了更好地让溶液形成锥状,我们采用雨滴溅射式的方法,将聚合物溶液滴到带电金属滚筒上。
溅射式供液系统如图3.2所示,当一滴溶液滴到金属滚筒上时,它会很容易的在金属滚筒上形成一点,类似Taylor锥,在电场中,就会很容易克服溶液的表面张力而喷射出带电射流,从而带电射流在电场力的作用下可以被拉伸变细。
通过这种方法,可以生产均匀性好,质量高的纤维层。
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图3-2溅射式供液示意图
为了不让纺丝液滴过于集中的从某几个漏口中流出,我们设计不同的均匀分配器如图3.3,34所示。
此均匀分配器的作用在于将储液器供应的纺丝液均匀的分配到各漏口处,以便纺丝液均匀的滴到金属滚筒上。
王新厚【52】在衣架型模头的设计上作了许多工作,并进行了深入的理论和实验研究。
郭燕坤【53】在其基础上对比分析了T型模头和衣架型模头。
发现两个模头在总高度相等的情况下,衣架模头出口处聚合物溶液的流动分布比T型模头的分布均匀.I衣架型模头的整体性能较T型模头优越。
此外,还对熔喷过程中衣架型模头的性能进行了研究。
我们在设计溶液均匀分配器时参考了他们的研究成果,实验中发现衣。
静电纺丝纳米纤维材料的性能研究

静电纺丝纳米纤维材料的性能研究随着纳米材料的发展,静电纺丝纳米纤维材料作为一种新兴材料备受关注。
静电纺丝技术是一项将高分子液体转化为超细纤维的过程,通过静电作用将液体拉伸成直径几乎与原子尺寸同等大小的纳米纤维。
这种纳米纤维的优异性质赋予它广泛的应用前景。
本文从静电纺丝纳米纤维材料的性能研究方面展开探讨。
一、力学性能研究静电纺丝纳米纤维材料的力学性能是其在实际应用中最为关键的一项指标。
研究表明,在静电纺丝纳米纤维的制备过程中,拉伸速度会对其力学性能产生影响。
在制备速度较慢的情况下,纳米纤维的拉伸过程会更充分,因此其力学性能更优。
同时,纳米纤维的拉伸过程中存在着复杂的形变,在大变形情况下,纤维会出现断裂、滑移等现象,因此,提高纤维的抗拉强度和延展性是静电纺丝纳米纤维材料力学性能研究的重点。
二、表面性质研究静电纺丝纳米纤维材料具有很高的比表面积和表面能,这使得其表面性质的研究也显得尤为重要。
研究表明,不同材料的纳米纤维表面性质存在差异。
材料表面的化学键、结晶性以及表面电荷密度等特性都会影响其表面性质。
此外,纳米纤维材料表面的亲水性和疏水性也是其研究的热点之一。
三、生物医学应用研究静电纺丝纳米纤维材料在生物医学应用领域有着广泛的应用前景。
其优异的力学性能和表面性质使得其在组织工程、细胞培养等领域发挥重要作用。
研究表明,在纳米纤维材料的表面覆盖上相应的生物大分子,例如生长因子、细胞黏附分子等,可以使其在细胞培养过程中具有更佳的细胞亲和性和细胞生长性能。
四、电学性能研究静电纺丝纳米纤维材料不仅在力学和表面性质方面具有优异的性质,同时在电学性能方面也显示出其独特的特点。
其高比表面积和纳米级直径,使其在电学性能方面表现出超过传统材料的优异性能,例如超高的电导率、介电常数等。
基于其优异的电学性能,静电纺丝纳米纤维材料在传感器、生物电子学等领域的应用呈现出广阔的应用前景。
总之,静电纺丝纳米纤维材料拥有广泛的应用前景。
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毕业论文(设计)聚苯乙烯纳米纤维膜的PDMS功能化及润湿行为研究The Wetting Behavior Research of PDMS Functional Polystyrene Nanofiber Membrane 学生姓名:指导教师:合作指导教师:专业名称:应用物理学所在学院:理学院2014年6月目录摘要 (I)ABSTRACT .................................................... I I 第一章前言 (1)1.1.静电纺纳米纤维膜技术原理 (1)1.1.1. 静电纺复合纳米纤维膜实验装置 (1)1.1.2. 静电纺丝装置技术现状与应用 (1)1.1.3. 静电纺纳米纤维膜技术原理与发展方向 (2)1.2.超疏水表面制备方法 (2)1.3.本论文的主要研究工作 (3)1.4.本论文的构成 (4)第二章本课题相关研究技术简介 (5)2.1.PDMS和PS的性质功能介绍 (5)2.1.1 PDMS和PS的基本性质介绍 (5)2.1.2 PDMS和PS的应用 (5)2.2.复合纤维膜的疏水性与水的渗透通量的影响因素 (6)2.3.静电纺丝技术的优势与局限性 (7)第三章实验部分 (8)3.1.实验试剂 (8)3.2.实验仪器 (8)3.3.实验步骤 (8)3.3.1. PS溶液配制 (8)3.3.2. 掺杂PDMS的PS溶液配制 (8)3.3.3. PS及其复合物纳米纤维无纺布的制备 (9)3.3.4. 薄膜表面疏水性能的评价 (9)3.3.5. 纤维形貌的表征 (9)第四章结果与讨论 (10)4.1.纤维形貌的表征 (10)4.1.1 PDMS浓度对静电纺丝情况的影响 (10)4.1.2 掺杂PDMS的PS纳米纤维无纺布的形貌 (10)4.2.纤维表面润湿性能的表征 (12)第五章实验结论 (15)致谢 (17)参考文献 (18)附录 (19)大连海洋大学本科毕业论文(设计)摘要摘要近年来,随着仿生疏水表面的火热发展,科学家们对超疏水材料的研究也越来越热衷,近年来科学家们对此开展很长时间多方面的研究,这其中纳米纤维复合膜无纺布因为他的表面积大,多孔性,超疏水性等因素,在防腐去污等领域有着极其重要的发展潜力。
本文章在利用静电纺丝的技术,制备了多孔不同浓度的PS与PDMS的纳米纤维无纺布,考察不同浓度的PDMS所形成的纳米纤维膜形貌特征,以及其润湿性的影响因素,并利用实验室接触角测定仪、光学显微镜等仪器,对PS与PDMS复合纳米纤维膜的物理性质来推测其疏水性与纤维表面接触角的影响,实验表明,PS与PDMS复合纳米纤维膜的纤维形貌与润湿行为都与PDMS的浓度有一定的关系。
关键字:PS与PDMS复合纤维膜、疏水性、静电纺丝、纳米纤维、复合纤维润湿行为IAbstractIn recent years, with the development of bionic fiery hydrophobic surface, scientists study of super-hydrophobic materials are increasingly keen, widely superhydrophobic materials applications, such as ship corrosion, rust metal, long-distance transmission and oil fields in the clothing waterproof stain clothing. In recent years, scientists have conducted extensive research on this for a long time, which nanofiber nonwoven composite film because of his large surface area, porosity, superhydrophobic and other factors, in areas such as antiseptic decontamination has an extremely important development potential, the paper around their wetting behavior of composite fiber morphology was studied.The absorbent article of nanofiber membrane using electrostatic spinning techniques, a porous PDMS with different concentrations of PS nano-fiber nonwoven fabric, the effects of different concentrations of PDMS is formed, and the effect of water separation characteristics, and use of contact angle measurement laboratory, optical microscopes and other equipment, the physical properties of PS and PDMS composite nanofiber membrane to speculate affect its hydrophilic and oil-water separation characteristics, experiments show that the hydrophilic PS and PDMS composite nanofiber membranes and oil-water separation characteristics are related to the concentration of PDMS has a great relationship. .Keywords:PS and PDMS composite fiber membranes、electrospinningnanofibers、Composite fiber wetting behaviorII第一章前言1.1.静电纺纳米纤维膜技术原理1.1.1.静电纺复合纳米纤维膜实验装置静电纺丝基本装置包括:一个高压电源,试剂储存装置,多个喷射装置(例如细针头、纤维管)和一般由金属平板、铝箔构成的收集装置。
下图为本实验室所用的静电纺丝装置的原理图高压静电电压(一般在几千到几十千伏)能够瞬时在喷射装置与接收装置间产生一个电压差,使发射装置内聚合物溶液或者试剂(一般为非牛顿流体)能够克服其自身表面的张力和自身的弹性力,使其在喷丝头末断呈现一个半球状液滴,并在适当的电场强度时喷射出直径在几微米和几十纳米之间的纤维。
这个纤维可以在收集装置上被收集。
图1:垂直式静电纺丝装置原理图图 2:水平式静电纺丝装置原理图1.1.2.静电纺丝装置技术现状与应用近十几年来世界材料科学技术领域的最重要的学术技术活动之一就是通过静电纺丝的技术来制备纳米纤维材料。
静电纺丝技术凭借着制造装置简单、纺丝的成本比较低廉、纺织物质的种类繁多、污染小等优势,而成为了制备纳米纤维材料有效方法。
而被广大科学研究者所推崇的主要纺丝手段。
通过静电纺丝技术可以制备种类繁多的纳米纤维膜,其中包括了有机的、有机/无机复合的和无机的纳米纤维。
目前,无机纳米纤维的静电纺丝的研究还紧紧居于初始阶段,无机的纳米纤维膜在经过高温过滤、生物组织工程、高效催化、甚至在航天器材等多个领域都具有潜在的用途。
现在静电纺无机纳米纤维的一个较大的易脆问题限制了它的应用性能和使用范围,从而,开发出具有良好的柔韧性和连续性的优质无机纤维是目前一个非常重要的技术研究领域。
目前随着纳米技术的发展,静电纺丝的应用也越来越广阔,静电纺丝以其简单方便、效率高的生产纳米纤维的优势,其将在生物医学材料和过滤材料、催化、能源、光电、食品工程、化妆品等领域可以发挥其得天独厚优势。
1.1.3.静电纺纳米纤维膜技术原理与发展方向在静电纺丝过程中, 喷射装置中装有纺丝溶液。
在电压作用下,使保持在喷嘴处的高分子液滴受表面张力作用, 在电场的诱导下高分子液滴表面聚集电荷, 这时它受到表面张力方向是与电场力反向的。
当电压缓慢增大时, 喷嘴处的液滴被电场由球状被拉长为长锥状, 我们称它为泰勒锥( Taylorcone) 。
而当电场强度继续增加直至增加到一个临界值时, 液体的表面张力就能被电场力克服, 这样就使液体可以从泰勒锥中喷出。
在高速震荡的过程中, 喷射流发生震荡并且不够稳定,在高电场的作用下,喷射出的液体流被拉细, 大量喷射出的溶剂挥发掉, 从而形成直径在纳米级的纤维, 并随机的喷射在收集装置上,就形成了我们需要的无纺布。
其实将高分子流体静电雾化而形成的特殊形式的原理就是静电纺丝的技术原理,而且此时经过雾化分裂的高分子流体流出的物质不再是微小的液滴,而是聚合物以微小射流的方式喷射,能够运行很长的距离,并且最终固化成为纤维。
静电纺丝技术在很多领域发挥着重要的作用其中构筑一维纳米结构材料的领域发挥着更加突出的作用,不同结构的纳米纤维材料也可以应用静电纺丝技术制备出。
现在我们通过不同的制备方法,例如改变发射装置的结构、控制外界条件等,可以获得蜘蛛网状结构的二维纤维膜,如实心、空心、核-壳等结构的;也可以设计利用不同的收集装置收集单根纤维、纤维束、高度取向纤维或无规取向纤维膜等不同结构纤维膜。
但是现在静电纺丝技术依然还面临很多挑战尤其是在纤维结构调控方面:如,想要静电纺纤维的产业化应用实现,为找到该问题一条有效的途径就必须要找到获得类似于短纤或者连续的纳米纤维束,但是目前我们距离目标还有一些差距,今后我们可以通过以下方法来改进实验如改良喷头、改良收集装置以及增添辅助电压等可以使纤维尽可能伸直并取向排列,来获得各个方面都比较优异的取向纤维排列。
静电纺纳米纤维作为一个全新的研究领域,对于纳米阵列网的研究现在还是初步阶段,要纺出纳米蛛网我们还需要对它形成过程的理论上的分析和利用建立模型来进行实验分析。
并且,要想提高超精细过滤领域的静电纺纤维膜的应用性能降低纤维的直径是关键,所以研究们要面多将纤维的平均直径降低到20nm的一个更加严峻的挑战。
并且通过制备具有多孔或中空结构的纳米纤维来提高纤维的比表面积是提高纤维在传感器、催化等领域应用性能的一种有效方法,但是这项课题仍需要研究者们更进一步的研究。