纳米静电纺丝

[align=center][font='宋体'][size=21px]用静电纺丝仪[/size][/font][font='宋体'][size=21px]电纺纤维膜[/size][/font][/align][align=center][/align][align=center][font='宋体'][size=18px]许亦舟 功材1902 2019020111[/size][/font][/align][align=center][font='calibri'][size=13px]第1章 [/size][/font][font='calibri'][size=13px]静电纺丝及其基本原理[/size][/font][/align][font='宋体'][size=16px]由带电溶液通过电场力驱动，并收集在接收装置，通常高浓度溶液的分子链段缠结度高，容易形成纤维，该过程称为静电纺丝。静电纺丝的过程是将带电聚合物溶液或熔体，通过施加高压静电场作用，射流拉伸成纳米纤维。高电压条件下，注射器内的聚合物溶液带电，并且在推进器的推动下从纺丝喷头处射出。施加高压后，带电的聚合物溶液在纺丝喷头尖端出形成锥形液滴，称为泰勒锥。随着电场强度升高，达到临界值时，聚合物溶液通过电场力作用克服表面张力，在泰勒锥尖端喷射并伸长，移动到低电势的收集器上。收集器上会凝固连续的聚合物纳米纤维。[/size][/font]如图1.1，[font='宋体'][size=16px]电纺丝设备主要由注射[/size][/font][font='宋体'][size=16px]器[/size][/font][font='宋体'][size=16px]、喷头[/size][/font][font='宋体'][size=16px]（喷嘴）[/size][/font][font='宋体'][size=16px]、高压电源及接[/size][/font][font='宋体'][size=16px]收[/size][/font][font='宋体'][size=16px]装置组成。[/size][/font][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111301039447789_8969_5413603_3.png[/img][align=center][font='calibri'][size=13px]图 [/size][/font][font='calibri'][size=13px]1[/size][/font][font='calibri'][size=13px].1[/size][/font][font='calibri'][size=13px] 静电纺丝仪的基本组成[/size][/font][/align] [img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111301039450751_676_5413603_3.png[/img][align=center][font='calibri'][size=13px]第2章 [/size][/font][font='calibri'][size=13px]静电纺丝纺丝纤维膜具体操作（以聚己内酯为例）[/size][/font][/align][font='times new roman'][size=16px]12% [/size][/font][font='宋体'][size=16px]聚己内酯（[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]PCL[/size][/font][font='宋体'][size=16px]）溶液的配制：称量一定的PCL于锥形瓶中，加入二氯甲烷和[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]N, N[/size][/font][font='宋体'][size=16px]-二甲基甲酰胺[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]（m/m）=4：1[/size][/font][font='宋体'][size=16px]，搅拌过夜；待溶液变澄清后，液体加入20 mL注射器中[/size][/font][font='宋体'][size=16px]。[/size][/font][font='宋体'][size=16px]在静电纺丝仪器的卷筒上贴紧锡箔纸，在贴紧的过程中一定要确保锡箔纸的表面光滑而平整，之后打开仪器，进入仪器的参数设置面板（如图[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]2.1[/size][/font][font='宋体'][size=16px]），特别注意注射器量程的选择，推进速率的选择。之后调整电压在[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]-1.0kv[/size][/font][font='宋体'][size=16px]与[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]12.0kv[/size][/font][font='宋体'][size=16px]后进行试喷，观察锡箔纸是否可以牢固的贴附在卷筒上。针管中的液体是否可以射流成纳米纤维，同时喷射在锡箔纸的中央，若并未出现问题则可立刻停止。若静电纺丝喷出丝线的位置偏离中心很远，则需要重新调整针头的位置，若静电纺丝无法出丝，则应考虑重新配置不同浓度的电纺丝液体或更换电纺丝液体的种类。同时，在静电纺丝的操作者一定不能开电源伸手直接触摸滚筒或其它设备，一定要断电进行操作。如果静电纺丝以后急需进行调整也必须先关电源。[/size][/font][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111301039452057_3550_5413603_3.jpeg[/img][align=center][font='calibri'][size=13px]图 [/size][/font][font='calibri'][size=13px]2[/size][/font][font='calibri'][size=13px].1 仪器参数设置页面[/size][/font][/align][font='宋体'][size=16px]之后重新用一张全新的锡箔纸用相同的方法固定在卷筒上，如果试喷后未更换针管内溶液则需清除管口残留的液体，继续完成参数设置，根据经验转筒转速设置为[/size][/font][font='宋体'][size=16px]置[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]1050 rpm[/size][/font][font='宋体'][size=16px]可以得到[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]12%[/size][/font][font='宋体'][size=16px] 聚己内酯[/size][/font][font='宋体'][size=16px]纺织的取向程度较好的纤维膜。之后按下启动按钮让仪器开始工作，可观察丝线喷射情况，根据微调正负电压调整其喷射的位置。当看到如图[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]2.2[/size][/font][font='宋体'][size=16px]所示滚筒锡箔纸中间出现白色区域即可等待电纺丝完成。[/size][/font][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111301039453687_9082_5413603_3.png[/img][align=center][font='calibri'][size=13px]图 [/size][/font][font='calibri'][size=13px]2.2 正在静电纺丝的仪器状态[/size][/font][/align][align=center][font='calibri'][size=13px]第3章 [/size][/font][font='calibri'][size=13px]纤维膜的性质检验[/size][/font][/align][font='宋体'][size=20px] [/size][/font][font='宋体'][size=16px]如图[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]3.1[/size][/font][font='宋体'][size=16px]为静电纺丝得到的聚己内酯纤维膜。[/size][/font][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111301039455379_8519_5413603_3.jpeg[/img][align=center][font='calibri'][size=13px]图 [/size][/font][font='calibri'][size=13px]3[/size][/font][font='calibri'][size=13px].1 聚己内酯纤维膜[/size][/font][/align][font='宋体'][size=16px]如图[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]3.2[/size][/font][font='宋体'][size=16px]为[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]SEM[/size][/font][font='宋体'][size=16px]下聚己内酯纤维膜的形貌。[/size][/font][img]" style="max-width: 100% max-height: 100% [/img][align=center][font='calibri'][size=13px]图 [/size][/font][font='calibri'][size=13px]4[/size][/font][font='calibri'][size=13px].2 电镜下的聚己内酯纤维膜[/size][/font][/align][font='宋体'][size=16px] [/size][/font][font='times new roman'][size=16px]通过[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]Image J[/size][/font][font='宋体'][size=16px]统计[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]100[/size][/font][font='宋体'][size=16px]根纤维角度，所电喷胶原的聚己内酯纤维膜具有明显的取向结构。[/size][/font][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111301039457213_9799_5413603_3.png[/img][align=center][font='calibri'][size=13px]图 [/size][/font][font='calibri'][size=13px]3.3 取向情况统计图[/size][/font][/align]