静电纺丝技术的原理及应用前景
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静电纺丝技术的原理及应用前景随着时代的发展,科技的不断进步,纺织工业也不断得到新的提升,其中静电纺丝技术是近年来突破性的技术之一。
静电纺丝是一种新型的材料制备方法,这种方法可以制备出极细的纤维,具有应用前景广阔。
一、静电纺丝技术的原理
静电纺丝是指通过高压电场将高分子材料纤维化的一种方法,其原理是利用电场的力量将聚合物液滴从尖端拉伸,喷到距离高压电极的距离处,同时在喷雾丝所在的电场下强制拉伸成纤维形状。
这种方法可以制备出直径从几纳米到几微米的纳米级纤维。
在静电纺丝技术中,原料物质首先通过溶液的形式送入静电纺丝装置中。
将溶液注入静电喷射电极中,当喷出的溶液滴遇到高压静电场时,液滴表面产生了电荷,由于同性相斥,液滴表面会产生一种电势差,从而导致溶液滴的形成变成了锥状,直至其顶端形成了一个纤维化的喷嘴。
当荷电的液滴通过电场的作用被拉伸时,产生了“喷点”对应的“收点”,在喷点到收点之间产生了电张力,从而拉伸液滴,形成如丝质般的超细纤维。
二、静电纺丝技术的应用前景
1. 医疗卫生领域
静电纺丝技术在医疗卫生领域的广泛应用。
由于其制备的纤维
可模拟自然生物纤维的结构,因而制得产品具有很好的生物有效性,可以用作人工血管、人工血小板、人工心脏瓣膜、骨结构支
架等等。
也可以制备用于防疫物资、医疗包装、医用敷贴等等。
2. 纺织领域
静电纺丝技术在纺织领域是一种绿色技术。
传统的纺织产品采
用有机溶剂、洗涤液等,会产生大量的有害气体和废液,造成严
重的环境问题,而静电纺丝可以在无需溶剂的情况下将纤维化,
不会污染环境,符合绿色可持续发展的理念。
由于其优秀的性能,静电纺丝技术的应用在穿戴、防守装备、运动装备等方面具有广
阔的前景。
3. 能源领域
静电纺丝技术可以制备高性能的锂离子电池、超级电容器等能源材料。
新型锂电池具有高比能量、长循环寿命、快速充放电等特点,已经成为电动汽车、移动设备等新型电源的首选。
静电纺丝技术可以制备纳米级、微米级的无序三维材料结构,极大提高了锂离子电池和超级电容器电极的电荷传递速率。
制备的电极材料稳定性和容量都得到了很大的提高。
综上所述,静电纺丝技术的发展尚处于初级阶段,未来还有很大的发展空间。
在国家大力提倡技术创新、推动产业升级的背景下,静电纺丝技术有望在医疗、纺织、能源等领域发挥更大的应用价值。