狭缝式熔体微分静电纺丝工艺及装置研究的任务书.docx

狭缝式熔体微分静电纺丝工艺及装置研究的任务书
任务书
一、研究背景
静电纺丝是一种利用电场作用下的高分子材料加工技术，可以制备出纳米级的纤维，具有较大的表面积和良好的导电性能，因此被广泛应用于医药、纺织等领域。近年来，狭缝式熔体微分静电纺丝工艺在纤维制备中得到越来越多的应用。
狭缝式熔体微分静电纺丝工艺是将溶液通过狭缝喷出，在高电场作用下产生电纺丝作用，通过乳化剂控制熔体的两个相之间的相互作用，从而很好地控制了纤维的直径、形态等特性。但目前对这种工艺的研究较少，需要深入了解不同因素对纤维形态和直径的影响规律，以便进一步优化工艺条件。
二、研究内容
1.建立狭缝式熔体微分静电纺丝工艺模型，探究溶液流动状态对纤维形态和直径的影响。
2.研究不同工艺参数（如溶液浓度、电场强度、乳化剂种类和浓度等）对狭缝式熔体微分静电纺丝纤维的形态和直径的影响。
3.建立自动化控制系统，对狭缝式熔体微分静电纺丝工艺进行实时监测和控制，优化工艺参数，提高生产效率。
三、研究方法
1.使用计算机辅助仿真软件建立狭缝式熔体微分静电纺丝工艺模型，探究溶液流动状态对纤维形态和直径的影响，优化狭缝边缘和电场的分布，从而控制纤维形态和直径。
2.利用正交试验和响应面法，调整研究工艺参数，研究不同因素对纤维形态和直径的影响，探究最佳工艺条件，优化工艺参数。
3.建立基于单片机控制的自动化控制系统，实现狭缝式熔体微分静电纺丝工艺的实时监测和控制。
四、研究意义
1.狭缝式熔体微分静电纺丝工艺是一种制备纳米级纤维的重要技术，优化工艺条件可以提高纤维的制备效率和质量。
2.深入研究不同因素对纤维形态和直径的影响，可为工业化生产提供科学依据和技术支持。
3.建立自动化控制系统，可以实现狭缝式熔体微分静电纺丝工艺的实时监测和控制，提高生产效率和稳定性。
五、预期成果
1.建立狭缝式熔体微分静电纺丝工艺模型，研究溶液流动状态对纤维形态和直径的影响。
2.确定最佳工艺条件，优化工艺参数，提高纤维制备效率和质量。
3.建立基于单片机控制的自动化控制系统，实现狭缝式熔体微分静电纺丝工艺的实时监测和控制。
六、研究方案与进度安排
1.第一年：
1）研究狭缝式熔体微分静电纺丝工艺模型，探究溶液流动状态对纤维形态和直径的影响；
2）开展正交试验，研究不同工艺参数对纤维形态和直径的影响。
2.第二年：
1）分析实验数据，利用响应面法优化工艺参数；
2）建立基于单片机控制的自动化控制系统。
3.第三年：
1）对自动化控制系统进行实验验证；
2）撰写研究论文。
七、参考文献
[1]凌昌杰,徐沛生.静电纺丝技术及其应用研究进展[J].材料导报,2015(6):67-71.
[2]范奶珂,陈春伟,郭俊华,等.纳米纤维静电纺丝技术的模型与仿真[J].化工学报,2018(4):1208-1218.
[3]孙云起,张玉胜,王有尧.狭缝式柔软材料微分静电纺丝技术优化[J].高分子材料科学与工程,2016(4):82-89.