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為何高壓靜電紡絲設(shè)備在國內(nèi)開展迅速,？
國內(nèi)高壓靜電紡絲設(shè)備現(xiàn)在開展迅速,，首要原因是國外進(jìn)口產(chǎn)品對中國市場的沖擊，帶動了國內(nèi)的前期科研者一起來開拓和替代進(jìn)口的產(chǎn)品,。早在1882年,，Raleigh的研究發(fā)現(xiàn)，帶電的液滴在電場中不穩(wěn)定,，進(jìn)入電場之后,，由于電場力的作用，容易劈裂成較小的液滴,。Taylor的研究表明,，帶電的液滴通過噴絲頭進(jìn)入電場以后，在電場力以及液體表面張力的共同作用下,，液滴逐漸被拉長,，形成一個錐狀體(Taylor錐)，并確定其角度為49.3°,。
靜電紡絲過程中,，聚合物溶液或熔體被擠壓到噴絲頭,，由于電場力和表面張力的作用，在噴絲頭處形成Taylor錐,，隨著紡絲液不斷的被推入電場,，紡絲液便會從Taylor錐噴出，在電場中受電場力的作用而被繼續(xù)拉伸,，當(dāng)射流被拉伸到一定程度時,，便會克服表面張力，發(fā)生非穩(wěn)定性彎曲進(jìn)而被拉伸并分裂成更細(xì)的射流,，此時射流的比表面積迅速增大而使溶劑快速揮發(fā),，終在收集裝置上被收集并固化形成非織造布狀的纖維氈。
靜電紡絲的影響因素主要包括溶液性質(zhì)(如黏度,、濃度,、相對分子質(zhì)量分布、彈性傳導(dǎo)率,、介電常數(shù),、表面張力等)，過程條件(如電壓,、擠出率,、噴絲頭與接收裝置之間的距離、噴絲頭直徑等)和環(huán)境因素(如溫度,、濕度,、氣體流速等)。對于這一方面,，很多人進(jìn)行了研究,。
現(xiàn)有的研究結(jié)果表明，在靜電紡絲過程中,，影響纖維性能的主要工藝參數(shù)主要有：聚合物溶液濃度,、紡絲電壓、固化距離(噴嘴到接絲裝置距離),、溶劑揮發(fā)性和擠出速度等,。
(1)合物溶液濃度
聚合物溶液濃度越高，粘度越大,，表面張力越大,，而離開噴嘴后液滴分裂能力隨表面張力增大而減弱。通常在其它條件不變時,，隨著聚合物溶液濃度的增加纖維的直徑也增大,。
(2)紡絲電壓
隨著對聚合物溶液施加的電壓增大，體系的靜電力增大,，液滴的分裂能力相應(yīng)增強,，所得纖維的直徑趨于減少,。
(3)固化距離
聚合物液滴經(jīng)噴嘴噴出后，在空氣中伴隨著溶劑揮發(fā)細(xì)流中的同時,，合物濃縮固化成纖維,，后被接絲裝置接受。對于不同的體系,，固化距離對纖維直徑的影響不同,。例如，對于聚苯乙烯(PS)/THF體系研究表明,，改變固化距離,，對纖維直徑的影響不明顯,。而對于聚丙烯腈(PAN)/N,，N-二甲基甲酰胺(DMF)體系，纖維直徑隨著接收距離的增大而減小,。
(4)溶劑
與常規(guī)的溶液紡絲相似,，溶劑的性質(zhì)對溶液電的靜電紡絲纖維的成形與結(jié)構(gòu)和性能有很大的影響，溶劑的揮發(fā)性對纖維的形態(tài)起著重要的作用,。
4靜電紡絲技術(shù)的應(yīng)用
隨著納米技術(shù)的發(fā)展,，靜電紡絲作為一種簡便有效的可生產(chǎn)納米纖維的新型加工技術(shù)，將在生物醫(yī)用材料,、過濾及防護(hù),、催化、能源,、光電,、食品工程、化妝品等領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用,。
?、僭谏镝t(yī)學(xué)領(lǐng)域，納米纖維的直徑小于細(xì)胞,，可以模擬天然的細(xì)胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu)和生物功能;人的大多數(shù)組織,、器官在形式和結(jié)構(gòu)上與納米纖維類似，這為納米纖維用于組織和器官的修復(fù)提供了可能;一些電紡原料具有很好的生物相容性及可降解性,，可作為載體進(jìn)入人體,，并容易被吸收;加之靜電紡納米纖維還有大的比表面積、孔隙率等優(yōu)良特性,，因此,，其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域引起了研究者的持續(xù)關(guān)注，并已在藥物控釋,、創(chuàng)傷修復(fù),、生物組織工程等方面得到了很好的應(yīng)用,。
②纖維過濾材料的過濾效率會隨著纖維直徑的降低而提高,，因而,，降低纖維直徑成為提高纖維濾材過濾性能的一種有效方法。靜電紡纖維除直徑小之外,，還具有孔徑小,、孔隙率高、纖維均一性好等優(yōu)點,，使其在氣體過濾,、液體過濾及個體防護(hù)等領(lǐng)域表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。
?、垤o電紡纖維能夠有效調(diào)控纖維的精細(xì)結(jié)構(gòu),，結(jié)合低表面能的物質(zhì)，可獲得具有超疏水性能的材料,，&并有望應(yīng)用于船舶的外殼,、輸油管道的內(nèi)壁、高層玻璃,、汽車玻璃等,。但是靜電紡纖維材料若要實現(xiàn)在上述自清潔領(lǐng)域的應(yīng)用，必須提高其強力,、耐磨性以及纖維膜材料與基體材料的結(jié)合牢度等,。
④具有納米結(jié)構(gòu)的催化劑顆粒容易團(tuán)聚,，從而影響其分散性和利用率,，因此靜電紡纖維材料可作為模板而起到均勻分散作用，&同時也可發(fā)揮聚合物載體的柔韌性和易操作性,，還可以利用催化材料和聚合物微納米尺寸的表面復(fù)合產(chǎn)生較強的協(xié)同效應(yīng),，提高催化效能。
?、蒽o電紡納米纖維具有較高的比表面積和孔隙率,，可增大傳感材料與被檢測物的作用區(qū)域，有望大幅度提高傳感器性能,。此外,，靜電紡納米纖維還可用于能源、光電,、食品工程等領(lǐng)域,。