静电纺丝技术及其应用.pptx

静电纺丝技术及其应用.pptx静电纺丝的历史1934年Formhals将装有聚合物浓溶液或熔体的注射器的导电金属针尖与高电压发生器的正极相连，采用接地的金属平板作为接收装置。在针尖上加高压静电，悬浮的带电液滴在电场力的作用下被拉伸形成一种泰勒(Taylor)锥。当电场力达到可以克服聚合物液滴的表面张力时，聚合物液滴表面开始形成喷射细流，细流在喷射过程中溶剂蒸发或固化，以无纺布的形式沉积在收集板上。静电纺丝的基本设备包括：高压电源、推进装置、电纺溶液和收集装置组成。通过调整溶液浓度、溶液粘度、电场场度和接收距离等工艺参数，可制备直径范围在50nm-5um的聚合物及功能陶瓷纤维。通过采用不同的收集装置,可以得到在一定尺寸范围内取向平行的纤维阵列。喷丝头2、针头体系1）单针头单针头最常见，根据需要可选择不同型号的针头。2）同轴针头同轴电纺的一个优点在于可以突破单头体系的限制，将一些难以直接电纺的聚合物通过同轴电纺装置制备纳米纤维。另一个优势是通过将核层选择性移除，还可以制备中空纳米纤维结构。3）并列式针头并列式针头体系是一种结构简单却易于实现功能化纳米纤维制备的喷丝头体系。它将不同的聚合物溶液通过紧密靠在一起的并列式针头同时进行射流激发，在电纺过程中平行射流融合，得到多根纤维互相连接的束状单根纤维，因此特别适合制备双组份聚合物纤维。4）多针头在并列式针头装置的基础上，进一步增大针头间的距离就发展为多可针头体系，针头数量从2个到十几个不等，也称为平行电纺。静电纺丝的特点静电纺丝的特点静电纺丝的应用——电池和电极材料用同轴静电纺丝法制备出复合纳米纤维，然后将纺出的纤维浸在正辛烷中，以除去纤维中的油，之后将其在Ar/H2氛围中1000℃煅烧5h，最终得到包含有Sn和碳的中空碳纳米纤维，这种复合物在0.5C循环200次后展现出高达737mAh/g的可逆电容。作为电池材料具有很好的稳定性和可重复性。此外，这种含有Sn和碳的中空碳纳米纤维结构中有很高的Sn含量（接近70wt%），提供了很好的孔隙率，也避免了Sn纳米颗粒的破碎。静电纺丝的应用——化学及生物传感器利用高压静电纺丝作为生物敏感元件，优点在于纺丝材料良好的生物相容性，可以通过各种方式将纺丝纤维与生物大分子进行组装，并且达到特异性被测物的目的。由于高的比表面积，足够的生物大分子可以吸附在纺丝表面，并且与被测物达到充分接触、反应，最终实现高灵敏度检测的目的。静电纺丝的应用——生物及医药静电纺丝的应用——高效过滤材料将聚偏氟乙烯（PVDF）静电纺丝纳米纤维薄膜应用在固液分离领域，证明了其去除颗粒的适用性。经过表征发现，PVDF静电纺丝纤维薄膜与传统的微滤膜具有相似的性质。这种膜被用于分离1μm、5μm、10μm的聚苯乙烯颗粒。实验结果表明此纤维膜能除去溶液中90%的微米颗粒。参考文献