静电纺丝工艺条件对复合材料中纤维形貌影响
静电纺丝技术在制备复合材料中的应用
静电纺丝技术在制备复合材料中的应用随着科技的发展，纳米材料作为一种新型材料，在各个领域开始逐渐发挥重要作用。
复合材料由于具有轻量、强度高、耐腐蚀等特点，成为了新一代使用广泛的材料。
静电纺丝技术作为一种制备纳米材料的方法，也为复合材料的制备提供了新的思路和手段。
1. 静电纺丝技术简介静电纺丝技术（Electrospinning）是指通过高电压作用下的静电场将液体喷出成纤维状的技术。
该技术的优点是可以制备直径在几纳米到几微米之间的高表面积纳米纤维，并且制备过程简单、成本低廉。
因此，静电纺丝技术在纳米材料的制备过程中得到了广泛的应用。
2. 制备复合材料的方法复合材料通常由两个或多个不同类型的材料经过加工处理后组合在一起形成新的材料。
因此，制备复合材料的方法具有多样性。
常见的制备复合材料方法有热压法、覆盖法以及浸渍法等。
3. 静电纺丝技术作为一种新型的材料制备方法，被广泛应用在复合材料的制备过程中。
具体应用方式包括以下几个方面：（1）制备纳米纤维加强体静电纺丝技术可以制备出大量直径在几纳米到几微米之间的高表面积纳米纤维。
这些纳米纤维作为复合材料中的加强体，可以显著提高复合材料的强度等物理性能。
（2）制备纳米纤维模板利用静电纺丝技术制备出的纳米纤维可以作为模板，骨架模型和低温烧蚀模板等等。
这些模板可以用于不同种类的复合材料制备中，可以控制所制得的材料的形貌和结构。
（3）制备纳米纤维复合材料在静电纺丝技术的制备过程中，可以将纳米纤维与其他材料混合在一起，最终形成纳米纤维复合材料。
这种复合材料不仅可以保留纳米材料的优良性能，同时也可以保留其他材料的特点，形成新的性能优越的复合材料。
4. 静电纺丝技术在未来发展中的应用前景随着静电纺丝技术的发展，越来越多的应用场景被开发出来。
未来，静电纺丝技术将在以下领域取得更广泛的应用：（1）医疗卫生领域：利用静电纺丝技术可以制备出纳米级别的药物输送系统和医用敷料等等。
（2）环境领域：通过静电纺丝技术可以制备出纳米级别的纤维膜，用于水处理、空气净化等领域。
静电纺丝技术的影响因素及应用研究综述
静电纺丝技术的影响因素及应用研究综述静电纺丝技术是一种利用高电压将高聚物溶液或熔体喷射到地面或异极上，使高分子物质在电场作用下形成纤维的工艺方法。
这种技术可以制备直径几百纳米的纤维，因此被广泛应用于纺织、过滤、医药、环保等领域。
静电纺丝技术的影响因素包括原料性质、纺丝工艺参数、环境因素等，这些因素对纤维的形貌、尺寸和性能都有显著影响。
本文将对静电纺丝技术的影响因素及应用研究进行综述，以期为相关领域的研究提供参考。
一、影响因素1. 原料性质原料的性质对静电纺丝的纤维形貌和性能有重要影响。
一般来说，溶液浓度、表面张力、导电性等因素都会影响纤维的形态和尺寸。
溶液浓度过高会使得纤维变粗，而表面张力过大则会导致纤维断裂。
在静电纺丝工艺中，需要对原料进行适当的处理和选择，以满足所需的纤维性能要求。
2. 纺丝工艺参数静电纺丝的工艺参数包括电压、流量、喷射距离等，这些参数会直接影响纤维的形貌和尺寸。
一般来说，电压越高，纤维的直径越小，喷射距离越远则会使纤维变粗。
在静电纺丝过程中，需要对工艺参数进行合理调节，以获得所需的纤维形态和尺寸。
3. 环境因素静电纺丝的环境因素对纤维的形态和性能也有一定影响。
温度和湿度会影响纤维的拉伸性能和断裂强度。
在制备纳米纤维时，一般需要在相对较干燥的环境中进行，以减少纤维的断裂和变形。
二、应用研究1. 纺织应用静电纺丝技术可以制备直径几百纳米的纤维，因此在纺织领域有广泛应用。
利用静电纺丝技术可以制备纳米纤维布料，具有较好的透气性和过滤性能，可以用于防护服、口罩等领域。
2. 医药应用3. 环保应用静电纺丝技术可以制备高效过滤材料，具有较好的分离效果和稳定性，可用于环境污染物的捕捉和分离。
利用静电纺丝技术可以制备纳米纤维滤膜，具有较高的比表面积和孔隙率，可用于废水处理、空气净化等领域。
静电纺丝技术是一种重要的纳米材料制备方法，具有广泛的应用前景。
在静电纺丝技术的研究和应用中，需要重点关注原料性质、工艺参数和环境因素对纤维的影响，以提高纤维的形态和性能。
纺丝工艺对静电纺P(MA-AA)纤维形貌及直径的影响
纺 丝 工 艺对 静 电纺 Ｐ （ ＭＡ—Ａ Ａ） 纤 维 形 貌 及 直 径 的影 响
周磊 ， 李 长龙 ， 刘新 华
（ 安徽 工程大 学 纺织服装 学院 ， 安徽 芜湖 ２ ４ １ ０ ０ ０ ）
摘要 ： 为了研究静 电纺丝工艺对丙 烯酸 甲酯 一丙烯 酸共 聚物 纤维形 貌 和直径 的影 响 ， 以 Ｄ Ｍ Ｆ为溶剂 ， 并 配制 质量分 数为
１ 实验 部 分
１ ． １ 材 料与 设备 丙烯 酸 甲酯 （ Ｍ Ａ） 、 丙 烯酸 （ Ａ Ａ ） ， 经 减 压蒸 馏 除去 阻 聚 剂 ， 上海 凌 峰 化学 试 剂 有 限 公 司 ； Ｎ—Ｎ二 甲基 甲酰 胺 （ Ｄ ＭＦ ） ， 无锡 市亚 盛化 工有 限公 司 ； 偶氮 二 异 丁腈 （ Ａ Ｉ Ｂ Ｎ ） ， 二 甲基 亚 砜 （ Ｄ Ｍ Ｓ Ｏ） ， 上海 四赫 维化 工 有 限公 司 ； 以上 试剂 均为 化学 纯 。
２ ８ ％的 Ｐ （ Ｍ Ａ一从 ） 纺丝液 ， 调节 纺丝电压 、 纺 丝速率和接受距 离分别 制备纳 米纤维 ， 并借 助扫 描电镜 （ Ｓ Ｅ Ｍ） 观察制备 的纳 米纤 维形貌。结果表明 ： 在选 定的纺丝工艺参数 中， 纺丝电压对纤 维 的形 貌和直 径影 响较大 ， 而纺 丝速率 和接受距离 对纤
属 离子 的吸 附材 料 。
静电纺丝的工艺参数对纳米纤维的形态结构具有一定影 响， 而纤维的形态结构决定着纳米纤维膜 的
孔 隙率 、 力学 性 能 、 膜 通量 等 ， 因此 有必 要对 静 电纺 丝工艺 参 数进行 研究 。本 文 着重探 讨静 电纺 丝 的电压 、 纺 丝速 率 和接受 距离 参 数对 Ｐ （ ＭＡ—Ａ Ａ ） 纳 米纤 维 的形态 和 直径 的影 响 。
静电纺丝技术及其在含能材料应用中的研究进展
第43卷第6期2 0 20年12月569火炸药学报Chinese Journal of Explosives & PropellantsDOI ：10. 14077/j. issn. 1007-7812.201911003静电纺丝技术及其在含能材料应用中的研究进展王为民1!!赵凤起S 徐抗震杨燕京S 李 辉S 张建侃1#•西安近代化学研究所$陕西西安710065； 2.西北大学化工学院$陕西西安710069）摘要：概述了静电纺丝设备基本的工作原理及主要过程工艺参数对产物组成和表面形貌结构的影响，其原理为高压电场中的聚合物溶液在静电力作用下克服表面张力进行射流拉伸、鞭动细化，最后在接收装置上形成纳米纤维（综述了静电纺丝工艺在超级铝热剂、单质含能材料和固体燃料纳米化及爆炸物荧光检测领域的应用研究进 展（研究结果表明，静电纺丝技 形貌 和纳米化的，在材料中纳米AH 的表面氧化和 应烧结 、提高和（「$纳米化对、提高、 、力学 的效果（展了静电纺丝 化纳米复合 在今后的研究 和应用 （关键词：应用化学；纳米技术；静电纺丝；聚合物加工；复合；纳米 纤维中图分类号：TJ55；O69文献标志码：A文章编号：1007-7812（2020）06-0569-09Electrospinning Technique and Its Recent Progress in the Applicationof Energetic MaterialsWANG Wei-min 112 $ ZHAO Feng-qi 1 $ XU Kang-zhen 2 $ YANG Yan-jing 1 $ LI Hui 1 $ ZHANG Jian-kan 1(1. Xi'an Moder n Chemistry Research Institute $ Xi'an 710065 $ China ；2 . School of Chemical Engineering, Northwest University , Xi'an 710069 $ China )Abstract : The work!ng mechanism of electrospinning apparatus and the effects of main process parameters on the compositionand morphology of fibers are introduced in detail. The basic principle is that charged droplet in the high-voltage electric field overcomes the surface tension of the polymer solution as a function of electrostatic force and then undergoes a stretching andwhippingproce .$leadingtofina l ytheformationoflongandthinnanofiber.onagroundedco l ector.Inaddition $therecent progress of the applicaiion of electrospinning technique in the field of superthermites $ nanocrystalization of single energetic ma terials and solid fuels $ and the ultrasensitive fluoresce n ee detect io n of explosives is reviewed. The results show that the electro spinning technique is an effective method to control the morphology of nanofibers and achieve the nano-crystalization of ener getic materials. It can effectively inhibit the surface oxidati o n and pre- react io n sinter!n g of nano alumi n um particles for the the-- mite-type en e rgetic materials. Also$ it can in c rease the dispersi o n of particles and improve the reactio n efficie n cy and the heat release of react!on. Meanwhile, the nano-crystalization of energetic materials by the electrospinning technique has remarkablee f ectsonimprovingthecombustiondecompositioncharacteristics $increasingtheenergydensity $reducingthesensitivity $andenhancingthemechanicalpropertiesofenergeticmaterials.Fina l y $thefutureresearchtrendsandapplicationofelectrospinningfunctionalizednano-energeticcompositesarealsoprospected.Keywords : applied chemistry ； nan o tech n ology ； electrospin n ing ； polymer processing ； composites ； nano-en e rgetic nano f ibers引言和焊接等领域（设计和制备高能量密度、高释能效率和 的复合 展含能材料被广泛应用于弹药、航空航天、采矿的重要方向）12（纳米材料尺度处于原子簇和宏观收稿日期=2019-11-04；修回日期：2020-06-08基金项目：国家自然科学基金(No. 21173163； No. 21503163)作者简介：王为民(1992-)$男，博士研究生，从事纳米材料研究(E-mail ： 1633541139@ 通信作者：！(1963-)$男$$研究员$ 进剂及含能材料研究(E-mail ： ***************引用本文：王为民，赵凤起，徐抗震，等•静电纺丝技术及其在含能材料应用中的研究进展火炸药学报2020,43(6):569-577.WANG Wei-min, ZHAO Feng-qi $ XU Kang-zhen$t al. Electrospinning Technique and Its Recent Progressin the Application of Energetic Materials)* . Chinese Journal of Explosives & Propellants(Huozhayao Xuebao) ,2020,43(6) ： 569-577.570火炸药学报第43卷第6期物体交界的过渡区域，是一种典型的介观系统，呈岀独特的理化，具系列独特的效应，如表面效应、小尺寸效应等纳米化在改'应深度、增大放，提高放速率和，卩，增强力学面表现岀的优势。
静电纺丝技术的影响因素及应用研究综述
静电纺丝技术的影响因素及应用研究综述静电纺丝技术是一种基于静电力和表面张力的纤维制备技术。
与传统的纺织技术相比，静电纺丝具有高效、简单、节能、易操作和灵活性大等优点，因此在纤维较长、直径很细、表面积较大、功能性要求高的领域中有广泛应用。
影响静电纺丝技术的因素主要有以下几个方面：1. 聚合物质量静电纺丝过程需要使用液态聚合物，因此聚合物的半透明度、黏稠度、表面张力、分子结构和熔点等特性都会影响到纺织纤维的形态和性能。
2. 溶液的性质纺丝溶剂的种类、浓度和温度等参数也会对纤维产率、径度和质量等方面产生影响。
一般来说，溶液浓度越高，纤维直径和生产率越大；而在高浓度溶液中，纤维会产生聚集，从而导致变形和质量下降。
3. 静电场的作用静电纺丝过程中，电场的强度、形状和方向等因素都会影响到纤维的形态和分布。
如果电场太弱，纤维结构不定，分布不均；反之，如果电场太强，纤维会相互碰撞和融合，导致纤维结构不理想。
4. 外部环境因素静电纺丝过程中，环境湿度、温度和气体浓度等因素也会影响到纤维形态和性能。
比如，在相对湿度过低的环境下，电场强度和纤维生产率都会下降，而在高湿度环境中，纤维会变形、变厚或聚集。
静电纺丝技术有很多应用领域，例如：1. 医疗保健静电纺丝技术可以制备非常细小的纤维材料，这些纤维材料可以用于制备医用敷料、人工皮肤、药物缓释膜等。
这些材料具有高透气、高渗透性、可调控孔径和孔隙度等优点，在伤口愈合和药物缓释等方面有很大的应用潜力。
2. 纺织业静电纺丝技术可以用于制备各种纺织品，如衣服、鞋子、帽子、背包等。
这些纺织品具有高强度、高表面积、高透气性等特点，可用于户外用具、运动器材等。
3. 能源领域静电纺丝技术可以用于制备各种能源产品。
比如，制备微米级别的纤维材料，可用于太阳能吸收材料、燃料电池电极、超级电容器等。
总体来说，静电纺丝技术越来越受到人们的关注和应用。
在未来，随着技术的不断改进和突破，静电纺丝技术的应用领域也将越来越广泛。
静电纺丝方法制备微纳米纤维材料总结
静电纺丝方法制备微纳米纤维材料总结静电纺丝方法是一种常用的制备微纳米纤维材料的技术，通过电场作用下的聚合物溶液或熔体，通过静电纺丝设备的喷头产生纤维，并在收集器上形成纤维膜。
此方法制备的微纳米纤维材料具有较大的比表面积、高孔隙度和优良的力学性能。
本文将对静电纺丝方法制备微纳米纤维材料的原理、工艺参数以及其应用领域进行总结。
首先，静电纺丝方法的原理是利用高电场下溶液或熔体的表面电荷受力，使其成为纤维的形态。
通过调节聚合物溶液或熔体的流变性能、电纺喷头和收集器的设计，可控制纤维的形貌、直径以及纤维间距等关键参数。
静电纺丝方法的制备过程主要包括溶液的制备、电纺设备的调试和纤维的收集等步骤。
其次，制备微纳米纤维材料时，需要注意一些关键工艺参数的选择和调节。
首先是聚合物的选择，其溶解性能和流变性能会对纤维的形貌和直径产生影响。
一般来说，高分子量和低浓度的溶液易于形成细纤维。
其次是溶液或熔体的流变性能，影响着纤维的拉伸性能和成纤性能。
选择适当的流变模型和控制流体参数，能够得到理想的纤维形态。
此外，还需要注意电纺设备参数的调整，如高电压频率、纤维收集器的距离和喷头内腔的压力等。
静电纺丝方法制备的微纳米纤维材料在多个领域具有广泛的应用。
首先，在纺织领域，这种方法被用于制备细纤维基质，用于增强材料、抗菌纺织品和过滤材料等。
其次，在生物医学领域，微纳米纤维材料被用于组织工程、药物传递和伤口修复等。
利用静电纺丝方法制备的微纳米纤维材料具有更高的比表面积，能提供更好的细胞附着和药物释放性能。
此外，这种方法还被用于能源储存和传感器等领域，通过改变纤维材料的构建方式和组分，可以制备出具有特定功能的材料。
总的来说，静电纺丝方法是一种有效制备微纳米纤维材料的技术。
通过合理选择聚合物、调节工艺参数以及应用领域的选择，可以得到具有优良性能的微纳米纤维材料。
然而，当前该方法还存在一些挑战，如纤维直径不均匀性、生产规模化难度和设备成本等。
静电纺丝技术中的纤维形貌控制研究
静电纺丝技术中的纤维形貌控制研究静电纺丝技术是一种流行而又实用的纳米材料制备方法。
基于静电力作用，这种技术适用于制备纳米纤维和微纺织品等。
静电纺丝技术的优点是制备的纳米纤维具有高比表面积和高度的亚微米结构，因此可以用于各种领域如生物医学、纺织、能源等领域的应用。
而关于纤维形貌控制这一问题，目前尚有待完善，是静电纺丝技术研究的一个重要方面。
静电纺丝过程中纤维形貌的控制是一项难度较大的挑战。
在静电纺丝过程中，纤维形貌主要由纤维的尺寸和形状决定。
因此，影响静电纺丝纤维形貌的因素有很多，如聚合物性质、电场强度、风速、喷嘴直径、聚合物浓度等。
这些因素的控制都需要研究者进行严谨的实验设计和数据分析，以实现最佳的纤维形貌控制。
纤维尺寸控制是静电纺丝中最为重要的问题之一。
在静电纺丝技术中，聚合物的浓度、电场强度和喷嘴直径等都可以影响纤维的尺寸。
聚合物浓度越高，纤维直径越大；电场强度越大，纤维直径则越小；而喷嘴直径也是控制纤维直径的重要因素之一。
静电纺丝技术中实验者通常选择调整以上因素来实现纤维尺寸的控制，同时也可以通过模型建立来寻求更好的方法。
例如采用流场计算方法和有限元分析方法建立模型，可以以更加精确和量化的方式控制纤维的尺寸。
除了纤维尺寸控制之外，纤维形状和纤维结构也是静电纺丝中需重点关注的地方。
纤维的形状可以根据喷嘴形状和电场强度来控制，而纤维的结构可以通过调整材料的物理性质和纺丝条件等来辅助控制。
例如，引入表面活性剂等化学物质可以修饰纤维表面，从而影响纤维在静电纺丝过程中的扭曲和起伏程度，从而进一步控制纤维的结构。
同时，在应用方面，静电纺丝技术可以结合其他纳米技术，如干胶凝胶、电解沉积，来制备具有多层结构和二维纺织品等，从而实现更为精细化的纤维形貌控制。
在静电纺丝技术的研究和应用过程中，纤维形貌控制是一个非常关键的问题。
通过调整各种条件和应用多种技术手段，在控制纤维尺寸、形状和结构等方面，可以大大提高纤维质量和应用性能，并推动静电纺丝技术的发展。
静电纺丝法
静电纺丝法引言静电纺丝法是一种常用的纺丝技术，通过利用静电相互作用将高分子溶液纺丝成纤维。
由于其制备工艺简单、能够制备出细纤维且具有较好的物理性能，因此在纺织、材料科学等领域得到了广泛的应用。
原理静电纺丝法的主要原理是利用静电相互作用将高分子溶液或熔融物纺丝成纤维。
其过程可以分为三个阶段：1. 液滴形成阶段高分子溶液通过喷嘴喷出后，由于表面张力的作用会形成液滴。
液滴的大小和形状可以通过控制喷嘴直径和溶液流量来调节。
2. 液滴伸长阶段在液滴形成后，作用于液滴表面的静电力会使得液滴开始伸长。
静电力与表面电荷的分布有关，通常通过在液滴处加高电压来调节。
3. 纤维凝固阶段在液滴伸长过程中，由于溶剂的挥发或者高分子的凝固，获取稳定的纤维。
这可以通过调节溶液的成分和环境条件来实现。
工艺参数的调节在静电纺丝过程中，有许多工艺参数可以调节，以获得所需的纤维性能和形态。
1. 电压电压是影响纤维形貌和尺寸的重要参数。
通常，随着电压的增加，纤维的直径会减小。
但是过高的电压可能会引起喷嘴堵塞或纤维断裂。
2. 喷嘴与收集器之间的距离喷嘴与收集器之间的距离也会影响纤维的形貌和尺寸。
一般来说，距离增加会导致纤维变细，但同时也会增加纤维的飘动和断裂的风险。
3. 溶液浓度和流量溶液浓度和流量的变化会影响纤维的形态。
浓度过高会导致纤维变粗，而过低则会导致纤维断裂。
4. 环境条件环境条件，如湿度和温度也会对纤维形态产生影响。
例如，较高的湿度会使纤维形成过程中的溶剂挥发速度减慢，而较低的湿度则相反。
应用领域静电纺丝法在纺织工业、材料科学和生物医学等领域得到了广泛应用。
1. 纺织工业静电纺丝法可以制备出细纤维，这些纤维具有较大的比表面积和良好的透气性，因此在纺织品中可以用于制备高性能过滤材料、细纤维布料等。
2. 材料科学静电纺丝法可以制备出纳米级的纤维膜。
这种膜具有良好的孔隙结构和表面活性，被广泛应用于电池、传感器、分离膜等领域。
3. 生物医学静电纺丝法可以制备出生物可吸收的纤维，这对于组织工程和药物缓释有重要意义。
静电纺丝工艺参数及鞭动对纤维形态影响的研究的开题报告
静电纺丝工艺参数及鞭动对纤维形态影响的研究的开题报告一、选题背景静电纺丝是一种制备超细纤维的工艺，该工艺可制备直径在数纳米至几微米的纤维，因其所制得的纤维具有大量的特殊性能，如高比表面积、微孔结构、优异的吸附性和可控的形态等，并因此在医疗、纺织、能源等领域得到广泛应用。
随着科技的不断进步，静电纺丝技术已经逐渐被认为是一种高效、简单、低成本的制备超细纤维的工艺。
然而，静电纺丝制备的纤维形态受到很多因素的影响，如喷嘴、溶液性质、电荷密度、高压极与低压极距离以及鞭动等，因此精确地控制这些工艺参数及鞭动对纤维形态的影响变得非常关键。
目前，对这些因素的研究主要集中在经验或半经验的调整和优化，缺少系统化的理论和实验研究。
二、研究目的本项目旨在系统性地研究静电纺丝中各个工艺参数及鞭动对纤维形态的影响，探究其对纤维质量和性能的影响机理，最终提出一种有效的优化静电纺丝工艺的方法，以实现制备高质量的超细纤维。
三、研究内容和方法1、研究内容（1）分析静电纺丝工艺中各个参数对纤维形态的影响，包括溶液性质、电荷密度、高压极与低压极距离及鞭动等。
（2）设计和制备不同形态的静电纺丝纤维，并采用显微镜、X射线衍射等技术对其进行表征。
（3）开展对比试验，探究不同工艺参数及鞭动对纤维形态的影响，分析其对纤维质量和性能的影响机理。
（4）进一步优化静电纺丝工艺，探索高质量超细纤维的制备。
2、研究方法（1）采用动态数值模拟方法，建立静电纺丝的数学模型，研究静电纺丝纤维形态的演化。
（2）基于电动力学理论，结合二次电流效应和表面张力效应，推导静电纺丝中电荷移动方程和纤维形态方程。
（3）在实验室内配制溶液，控制工艺参数和鞭动，制备样品，并进行SEM、TEM等表征。
四、预期研究结果通过对静电纺丝工艺参数及鞭动对纤维形态的系统研究，本项目预期获得以下研究结果：（1）建立一套准确的静电纺丝数学模型，掌握静电纺丝纤维形态演化规律。
（2）开发出一种有效的优化静电纺丝工艺的方法，实现高品质的超细纤维。
静电纺丝制备纳米纤维的研究与应用
静电纺丝制备纳米纤维的研究与应用一、前言静电纺丝是一种通过电场作用力在液体表面制备纳米纤维的方法，其具有直接、简单、低成本、高效等优点。
静电纺丝法制备的纳米纤维不仅在医学、生物学、材料学、环境科学等领域具有潜在应用前景，而且对纳米材料的制备和应用具有重要的意义。
本文将从静电纺丝的基本原理、工艺条件、纤维形貌以及其应用领域等方面进行探讨。
二、静电纺丝的基本原理静电纺丝法的基本原理是利用电场作用将高分子液体以均匀的方式吸附在锥形棒或者圆柱体表面。
然后，通过控制高分子液体流速和电场强度，使得液体在锥形棒或者圆柱体表面逐渐形成液滴，并且在阳极下方的收集器上进行电沉积，最终形成纳米纤维的过程。
电场的作用力使得液体表面形成一个膜，并在电荷分布的作用下产生静电势，从而使高分子液体成为由荷电粒子构成的稳定流体。
三、静电纺丝的工艺条件静电纺丝法的成纤参数受多种因素的影响，包括高分子液体的性质、电场参数、纺丝距离、气流速度等等。
下面将逐一进行说明：（一）高分子液体的性质静电纺丝的高分子液体通常是聚合物、淀粉、天然纤维素、蛋白质、DNA等。
高分子液体的浓度和黏度是影响成纤质量和形貌的重要因素。
通常来说，高浓度的高分子液体可以提供更高的纤维强度和更小的纤维直径。
而高黏度的高分子液体可以提供更好的流控性和更光滑的纤维表面。
（二）电场参数电场参数包括电压、电场距离和电场形状。
电压为重要的工艺参数，通常调节电压可变容易地控制成纤直径。
而电场距离则对成纤丝数量和直径的分布有影响。
最后，学术圈建议圆锥体电极通常比平台电极更适用于成纤，因为其较小的成纤距和更强的电场。
（三）纺丝距离纺丝距离是指悬架在电极上液滴顶部与收集电极之间的距离。
它是影响成纤直径和分布的重要因素。
通常来说，越短的纺丝距离可以提供更小的成纤直径，同时更大的纤维密度。
四、静电纺丝的纤维形貌静电纺丝的纤维形貌与工艺条件、高分子液体性质、收集电极形式等有关。
常见的纤维形态有孔状、大分子状、漏斗状、直线状、非直线状等。
静电纺丝技术的影响因素及应用研究综述
静电纺丝技术的影响因素及应用研究综述1. 引言1.1 静电纺丝技术简介静电纺丝技术是一种通过静电作用将聚合物溶液纺丝成纳米级纤维的技术。
该技术具有简单、高效、成本低廉等优点，因此在纺织、医学、环境保护等领域得到了广泛的应用和研究。
静电纺丝技术的原理是利用高电压场在纺丝过程中产生的静电力将聚合物溶液纺丝成纤维。
由于电荷之间的排斥作用，聚合物分子会在电场作用下快速拉伸并形成纤维。
在纺丝结束后，纤维经过凝固处理形成聚合物纤维膜。
静电纺丝技术的简便性和高效性为其在纳米级纤维制备方面提供了广阔的应用前景。
其制备的纳米级纤维具有较大的比表面积和高度的结构序列性，因此在材料学、化学、生物学等领域有着广泛的应用价值。
【以上内容共计199字】1.2 研究背景静电纺丝技术是一种利用静电作用将聚合物溶液或熔体纺丝成纤维的技术。
它具有纤维直径可调、纤维形态可控、生产效率高等优点，广泛应用于纺织品、过滤材料、医疗材料等领域。
随着材料科学和纺织技术的发展，静电纺丝技术得到了广泛的关注和研究。
研究人员不断探索其影响因素及应用前景，以期实现技术的进一步提升和应用的拓展。
静电纺丝技术的研究背景丰富多样，涉及到材料科学、纺织工程、化学工程等多个学科领域，其重要性和应用潜力不容忽视。
随着相关研究的不断深入，静电纺丝技术必将为科技发展和产业进步带来新的动力和机遇。
2. 正文2.1 静电纺丝技术的影响因素静电纺丝技术的影响因素主要包括纺丝溶液的性质、纺丝工艺参数和纺丝设备的影响因素三个方面。
纺丝溶液的性质对静电纺丝技术的影响非常重要。
溶液的浓度、流变性能、表面张力、电导率等参数会直接影响纤维的形成和性质。
通过调控溶液的性质，可以实现对纤维直径、形态、结晶度等方面的控制，从而影响纤维的力学性能和应用特性。
纺丝设备的影响因素也值得关注。
设备的稳定性、精度和容量会影响到静电纺丝技术的实施效果。
优质的设备能够提高纺丝的效率和稳定性，保证纤维的一致性和品质。
静电纺丝工艺参数对丝素_壳聚糖纳米纤维的形貌及直径的影响
１
２
９０
２
３
１０２
３
１
６６
１
３
１２８
２
１
１６５
３
２
１８４
２９３ ３０６
－
３３９ ３４６
－
３３２ ３１２
－
９８ １０２
－
１１３ １１５
－
１１１ １０４
－
１５
１３
－
当壳聚糖质量分数 ３．５ ％， 丝素与壳聚糖溶液 质 量 比 为 ７０∶３０ （下 同） 时 ， 在 设 定 的 电 压 和 极 距 下， 丝素质量分数由 １１ ％～１７ ％均能获得纳米纤维 （见图 ２）， 但当丝素质量分数为 １１ ％时， 生成的纤 维出现较多断裂现象 （见图 ２－ １）。随着丝素质量分 数的提高， 断裂现象明显减少。这是因为丝素质量 分数低时， 纺丝液黏度低， 导致拉伸性能差， 在电 场中延展性差， 因此出现断头。
比较以上三因素的极差， 可知 Ａ 水平 （丝素质 量分数） 的极差值最大， Ｃ 水平 （极距） 的极差值 最小， 因此丝素质量分数是影响纤维直径的最主要 因素。影响因素排序为： 丝素质量分数＞电压＞极 距。 ２．２ 单因素试验
为 进 一 步 说 明 上 述 各 因 素 对 丝 素／壳 聚 糖 纳 米 纤维形貌和直径的影响， 作以下单因素试ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。 ２．２．１ 丝素质量分数对纳米纤维形貌和直径的影响
文献标识码： Ａ
文章编号： １００１－ ７０５４ （ ２００６） ０２－ ００１４－ ０４
丝素蛋白是一种资源丰富、性能优良的生物 材料， 具有良好的生物相容性。采用静电纺丝， 能 够获得具有三维结构和高比表面积的纳米纤维膜， 有望用作细胞支架材料、伤口包敷材料等。美国 Ｚａｒｋｏｏｂ ［１］、 日 本 Ｏｈｇｏ ［２］ 和 韩 国 Ｂｙｕｎｇ－ Ｍｏｏ Ｍｉｎ ［３］、 日 本 Ｓａｃｈｉｋｏ Ｓｕｋｉｇａｒａ ［４］ 以 及 国 内 学 者 ［５，６］ 对 丝素静电纺丝工艺及结构进行了研究。
静电纺丝制备纳米纤维结构及其应用
静电纺丝制备纳米纤维结构及其应用纳米材料是一种新兴的材料，具有独特的物理、化学和生物学性质，此类性质通常源于材料的纳米级尺寸。
由于材料的尺寸和形状对其性质有很大的影响，因此研究如何控制纳米材料的尺寸和形状成为了纳米材料制备的一个重要问题。
其中静电纺丝是一种制备纳米级纤维的有效方法，已经在纳米科技领域得到了广泛应用。
1.静电纺丝原理静电纺丝是一种制备纤维的方法，利用高电场强度使聚合物溶液产生电荷分离，从而形成纳米级纤维。
静电纺丝的原理是应用高电压使聚合物液体形成尖端，并通过空气流动拉伸成纤维，最终以干燥、交联或硬化等方式制备出单一纤维或纤维网络。
2.静电纺丝制备纳米纤维结构静电纺丝是一种快速、简单的方法，可以制备具有纳米级的纤维。
在静电纺丝制备过程中，重要的参数包括聚合物类型和浓度、电荷分离和流速控制等。
2.1.聚合物类型和浓度静电纺丝制备中，聚合物的类型和浓度对制备纤维的形状和大小具有重要影响。
聚合物浓度越高，纤维的直径越大，同时也会更难形成单纤维。
另一方面，聚合物类型也会影响纤维的形态，例如聚酰胺制备的纤维较细，聚甲基丙烯酸甲酯制备的纤维较粗。
2.2.电荷分离静电纺丝制备中，电荷分离对纤维直径有显著的影响。
以聚乙烯醇为例，当导入电压为3至5 kV时可以得到直径约为200 nm的纤维，而导入电压为14 kV时可以得到直径约为70 nm的纤维。
2.3.流速控制在静电纺丝的制备过程中，聚合物的流速也会影响纤维的形态。
低速流使得纤维的形状向球形倾斜，而高流速可能会导致纤维断裂或不规则形状。
因此，流速的控制是非常重要的。
3.静电纺丝纳米纤维结构的应用利用静电纺丝制备的纳米纤维，具有广泛的应用前景，包括生物医学、环保、能源等领域。
以下列举了几个具有代表性的应用案例。
3.1.生物医学静电纺丝制备的纳米纤维能够被用来制备复杂的医学补品，如人工血管和心脏瓣膜等等。
利用静电纺丝制备的纳米纤维具有类似生物组织的微观结构和功能，因此被广泛运用于生物医学领域。
静电纺丝参数优化及其纤维力学特性研究
静电纺丝参数优化及其纤维力学特性研究静电纺丝是一种重要的纳米纤维制备技术，可以制备出具有很高比表面积和细长形状的纳米纤维。
在静电纺丝的过程中，控制好各种参数对纳米纤维的性质具有重要意义。
本文将围绕静电纺丝的参数优化以及纤维力学特性展开研究。
首先需要明确的是，静电纺丝的主要参数包括溶液浓度、溶液电导率、电压、喷丝距离和喷丝速度等。
这些参数直接影响纳米纤维的形态、尺寸和力学性能。
因此，在静电纺丝过程中，优化这些参数对于获得理想的纳米纤维具有重要意义。
在静电纺丝参数的优化中，首先需要考虑的是溶液浓度。
溶液浓度的增加会导致纳米纤维的直径增加，这是由于纺丝过程中溶剂挥发速度的影响。
随着溶液浓度的增加，静电纺丝的初始速度增加，溶剂挥发速度减小，从而导致纳米纤维的拉伸和拉曼散射强度增加。
因此，在优化的过程中，我们可以根据需要调整溶液浓度，以获得所需的纳米纤维形态。
此外，溶液电导率也是静电纺丝参数优化的重要因素。
电导率的增加会导致纳米纤维的喷丝距离增加，纤维直径减小。
这是由于电场强度与电导率成反比的关系。
因此，在优化过程中，我们可以在溶液中添加适量的盐类或其他导电物质，以增加溶液的电导率，进而调整纳米纤维的形态和尺寸。
另外，电压也是静电纺丝参数优化中不可忽视的因素。
电压的增加会导致纳米纤维的直径减小，这是由于电场强度的影响。
随着电压的增加，电场强度增大，纳米纤维的喷丝速度加快。
然而，过高的电压也会导致纤维之间出现连结现象，影响纳米纤维的单一性。
因此，在参数优化的过程中，需要综合考虑电压以及其他参数的协同作用。
除了参数优化外，纤维力学特性的研究也是静电纺丝的重要研究内容之一。
纳米纤维的力学性能与其形态、尺寸以及材料本身的力学性能密切相关。
通过调整静电纺丝的参数，可以获得不同形态和尺寸的纳米纤维，进而对其力学性能进行研究。
目前，纳米纤维的力学性能研究主要包括拉伸性能、弯曲性能以及抗拉强度等指标。
利用拉伸实验，可以测试纳米纤维在拉伸过程中的应力-应变关系，从而获得其拉伸性能。
静电纺丝技术制备纤维材料的研究
静电纺丝技术制备纤维材料的研究随着科技日新月异，各种新型材料不断涌现，其中纤维材料在现代工业和生活中扮演着重要的角色。
传统的纤维材料制备方法大多使用化学合成或机械加工方式，但这些方法在生产过程中会产生环境污染以及高能耗等问题。
因此，人们开始关注更加环保和高效的纤维材料制备方式——静电纺丝技术。
静电纺丝技术是一种将高分子溶液通过静电力纺制成纳米级别的材料的技术。
通过将高分子溶液经过高压电场作用力下的拉伸，就能使溶液中的分子向较小的尺寸方向组装成纤维。
这种制备方式具有低成本、高效率、高纯度等特点，成为了当前研究纤维材料时备受关注的技术之一。
静电纺丝技术主要有两种方式：单向电极和双向电极。
单向电极方式即在一个正负极之间施加电场，通过在电场中电液剪切来产生纤维；而双向电极方式则是在两个电极导体之间施加电场，充分利用空间来产生纤维。
此外，在电极和液滴之间施加交变电场也可以得到较好的测量结果。
静电纺丝技术制备得到的纤维尺寸更小，表面更为平整，拥有更高的比表面积，从而更适合用于生物医学、微电子学、高级复合材料等领域。
然而，目前静电纺丝技术还存在一些问题。
首先，纤维材料的稳定性较差。
由于溶液中分子数量太大，难以达到足够的均匀分布。
其次，由于纤维的直径较小，很容易导致纤维之间的相互依存或螺旋扭曲，从而影响纤维的拉伸性。
此外，纤维受力不均匀，很容易发生奇异现象，进一步影响纤维的制备效果。
因此，静电纺丝技术在制备纤维材料时仍需继续深入研究，力求在纤维的制备稳定性、拉伸性、强度等方面实现更好的效果。
同时，也需要针对各个应用领域，精心设计和调整静电纺丝工艺的参数，能够有效提高纤维材料的使用效率和性能，推动其更广泛的应用。
总之，静电纺丝技术作为一种新型的纤维材料制备技术，具有很大的潜力和应用前景。
未来随着技术的发展和完善，相信静电纺丝技术将为纤维材料制备提供更为优质的解决方案，从而推动各个领域的发展和进步。
静电纺丝技术在纤维材料中的应用
静电纺丝技术在纤维材料中的应用现代科技的发展让我们的日常生活变得更加丰富多彩。
我们穿着的衣服、坐着的座椅、使用的日用品等都离不开材料科学的支撑。
其中，纤维材料作为工业界和日用品界的支柱之一，承担着重要的角色。
而静电纺丝技术，作为材料学领域的一项重要技术，早已成为生产高性能纤维材料的不二之选。
一、静电纺丝技术的基本原理静电纺丝技术（Electrospinning）是一种通过电场作用产生纳米级纤维的技术。
在进行静电纺丝时，首先需要将聚合物或纤维材料溶解在有机溶剂中，调配成纳米级悬浮液，接着利用高压电场作用下的静电力，将悬浮液逐渐拉伸成纤维，最终在集电器上形成纳米级纤维膜。
静电纺丝技术的优点主要有以下几点：1. 纤维细度十分幼细。
由于静电纺丝技术是用高压电场拉伸溶解液，所以成纤维的材料可以做到纤维直径在几纳米到数百微米之间，这是其它纤维生产方法无法比拟的。
2. 成本较低。
静电纺丝技术不需要极高的温度条件，且生产工艺简单，单次产量较大，人工操作也很简单，相比其他生产方法，其生产成本较低。
3. 微结构可控。
由于静电纺丝的成纤维自始至终都处于高压电场的控制之下，所以可以控制纤维材料的长度、直径和形态，生产出具有特定微结构的纤维材料，具备良好的性能。
二、静电纺丝技术在纤维材料中的应用1. 纳米复合材料静电纺丝技术可以将不同的聚合物、无机材料和有机物质交叉组合起来，制备成一种新型的材料——纳米复合材料。
例如，静电纺丝技术可以制备出纳米纤维状氧化锌、二氧化硅、碳纤维等无机纤维，与聚合物进行组合，形成具有特殊功能和性能的纳米复合材料。
纳米复合材料的应用领域十分广泛，例如坚硬、耐磨、耐酸碱和耐高温的材料等，这种材料以在工程界中广泛使用。
2. 纳米滤膜静电纺丝技术可以制备出具有超细纳米孔的滤膜，其中的纳米孔小到只有几纳米大小。
这种滤膜可以用于过滤颗粒物、离子、细菌、病毒等微小物质，是一种非常有效的分离、净化工具。
应用于滤纸上的静电纺丝技术在生物药物、日化化妆品、环保等领域得到了广泛应用。
pla溶液静电纺丝参数 200 nm
pla溶液静电纺丝参数 200 nm 静电纺丝技术是一种利用静电场使溶液中的高分子物质纤维化的方法。
利用静电纺丝技术可以制备纳米纤维，这些纳米纤维具有较大比表面积和高比表面积，可以应用于过滤、分离、医用材料、纳米复合材料等领域。
在静电纺丝过程中，控制好溶液的参数对纳米纤维的质量和性能具有重要影响。
本文将着重探讨溶液的静电纺丝参数对200 nm纳米纤维的影响，并进行深入分析。
首先，静电纺丝溶液的浓度对纳米纤维的形貌和尺寸具有重要影响。
一般来说，溶液的浓度越高，静电纺丝得到的纤维直径越大。
在200 nm的纤维制备中，我们需要控制好溶液的浓度，通常选取0.5-10%的聚合物溶液作为静电纺丝溶液。
在进行实验时，可以通过调整聚合物溶液的浓度来获得所需直径的纳米纤维。
其次，溶液的电导率也是影响静电纺丝参数的重要因素。
一般来说，溶液的电导率越高，静电纺丝时所受到的静电力越大，从而制备得到的纤维尺寸也越大。
但是，在电导率过高时，会出现纳米纤维直径增大、断裂等问题。
对于200 nm纳米纤维的制备，我们需要合理选择溶剂和聚合物类型，控制好电导率值。
此外，溶液的表面张力对静电纺丝参数也有一定的影响。
溶液的表面张力越大，纺丝时所需的拉伸力也越大，容易产生纤维断裂，因此需要通过添加表面活性剂或者改变纺丝条件来降低表面张力，提高纤维的连续性和均匀性。
在进行200 nm纳米纤维的制备时，我们需要对溶液的表面张力进行有效的控制，以获得理想的纳米纤维产品。
最后，溶液的喷射速度和纺丝距离也是影响静电纺丝参数的重要因素。
喷射速度和纺丝距离的选择需要根据聚合物溶液的性质和浓度来进行合理的确定。
调整喷射速度和纺丝距离可以有效控制纤维的拉伸程度和形成方式，进而影响200 nm纳米纤维的形貌和性能。
综上所述，静电纺丝溶液的参数对200 nm纳米纤维的制备具有重要影响。
在制备200 nm纳米纤维时，需要合理选择和调控溶液的浓度、电导率、表面张力、喷射速度和纺丝距离等参数，以制备出理想的纳米纤维产品。
静电纺丝工艺条件对复合材料中纤维形貌影响
静电纺丝⼯艺条件对复合材料中纤维形貌影响静电纺丝⼯艺条件对复合材料中纤维形貌影响赵⼩龙1,2(1. 北京⽯油化⼯学院环境材料研究中⼼，北京102617；2. 北京化⼯⼤学材料科学与⼯程学院，北京100029）摘要：静电纺丝是⼀种简单、⽅便的⽣产微⽶、纳⽶纤维的技术，其中可纺丝的材料主要包括聚合物、聚合物的混合物、聚合物与⽆机物的混合物。
静电纺丝制得的纤维毡，具有孔隙率⾼、⽐表⾯积⼤等优点，可以⽤在夹⼼净化材料上，使过滤材料的过滤性能⼤⼤增强。
本⽂⾸先简要介绍电纺丝制备原理及设备，并详细阐述下静电纺丝的主要⼯艺参数聚合物溶液浓度、纺丝电压、接收距离、溶剂性质和挤出速度对纤维形貌影响。
关键词：静电纺丝；纳⽶纤维；聚合物溶液浓度；纺丝电压；接收距离；溶剂性质；挤出速度1 静电纺丝原理静电纺丝是在溶液⼲法纺丝与熔体纺丝的基础上发展起来的，通过静电纺丝可以制备纳⽶或亚微⽶级的纤维。
静电纺丝技术与传统纺丝技术有着明显的不同，即静电纺丝技术通过静电⼒作为牵引⼒来制备超细纤维。
静电纺丝装置主要由三部分组成，即⾼压静电发⽣器、供给系统和接收装置，静电纺丝装置如图1所⽰[1]。
从图中可以看出在静电纺丝⼯艺过程中，将聚合物熔体或溶液加上⼏千⾄⼏万伏的⾼压静电，从⽽在⽑细管和接地的接收装置间产⽣⼀个强⼤的电场⼒。
当电场⼒施加于液体的表⾯时，将在表⾯产⽣电流。
相同电荷相斥导致了电场⼒与液体的表⾯张⼒的⽅向相反。
这样，当电场⼒施加于液体的表⾯时，将产⽣⼀个向外的⼒，对于⼀个半球形状的液滴，这个向外的⼒就与表⾯张⼒的⽅向相反。
如果电场⼒的⼤⼩等于⾼分⼦溶液或熔体的表⾯张⼒时，带电的液滴就悬挂在⽑细管的末端并处在平衡状态。
在电场⼒增强的过程中，喷丝⼝表⾯的液滴就会从球状液滴被拉长为锥状，这个锥就是所谓的“泰勒锥”(Taylor cone) [2]。
当电场强度增加⾄临界值时，电场⼒克服液滴的表⾯张⼒，从Taylor 锥中喷出，从⽽产⽣出⼀个震荡、不稳定的喷射流，喷射流在喷射过程中被快速拉伸变形，在此过程中溶剂迅速挥发，在接收板上最终得到成形的纤维。
静电纺丝技术的影响因素及应用研究综述
静电纺丝技术的影响因素及应用研究综述1. 引言1.1 静电纺丝技术概述静电纺丝技术是一种将高电压施加到聚合物或其他材料溶液中，通过静电场使溶液喷射成纤维的技术。
静电纺丝技术被广泛应用于纺织行业、生物医学领域等领域，具有很高的潜力和发展前景。
静电纺丝技术的原理是利用静电场将聚合物溶液或熔体喷射成极细的纤维，形成纤维膜、无纺布或纤维材料。
这种技术具有高效、简单、成本低、可控性好等优点，因此受到广泛关注。
静电纺丝技术的设备主要包括高电压发生器、喷嘴、收集器等部件。
高电压发生器提供静电场，喷嘴负责将溶液喷射，收集器用来收集纤维。
静电纺丝技术可以制备出直径从纳米到微米级别的纤维，具有特殊的物理性能和表面形貌，适用于制备高性能纤维材料、高功能纤维膜等产品。
随着技术的不断改进和发展，静电纺丝技术在各个领域的应用也将得到进一步拓展和深化。
2. 正文2.1 静电纺丝技术的影响因素静电纺丝技术的影响因素主要包括纤维形态、纤维直径、纤维结构、纤维性能等多个方面。
影响纤维形态的因素包括工艺参数调节、纺丝液性质、静电场强度等。
调节不同的工艺参数可以改变静电纺丝过程中纤维的形态，例如增加纺丝液的流速可以得到更长的纤维，调节静电场强度可以影响纤维的形成速度和形态。
纤维直径是静电纺丝技术中另一个重要的影响因素。
纤维直径的控制不仅影响纤维的性能，还直接关系到纺丝后纤维的应用范围。
通常来说，纤维直径越小，纤维的表面积越大，具有更好的性能和应用潜力。
静电纺丝液的性质也会对纤维的形态和性能产生影响。
不同种类的聚合物溶液在静电纺丝过程中会表现出不同的流变性质，影响纤维的形成速度和纤维结构。
深入研究纺丝液的性质对静电纺丝技术的发展至关重要。
静电纺丝技术的影响因素是一个复杂而多样的问题，需要综合考虑纤维形态、纤维直径、纤维结构和纤维性能等多个方面，同时结合工艺参数和纺丝液特性进行调控，才能实现对静电纺丝过程中纤维形态和性能的精确控制。
2.2 电纺液特性影响因素电纺液是静电纺丝技术中非常重要的环节，其特性直接影响着最终纺丝产品的质量和性能。
静电纺丝原理和影响因素
静电纺丝原理和影响因素静电纺丝法即聚合物喷发静电拉伸纺丝法，与传统办法天壤之别。
首先将聚合物溶液或熔体带上几千至上万伏高压静电，带电的聚合物液滴在电场力的效果下在毛细管的Taylor锥极点被加快。
当电场力足够大时，聚合物液滴战胜外表张力构成喷发细流。
细流在喷发进程中溶剂蒸腾或固化，终究落在接纳设备上，构成相似非织造布状的纤维毡。
在静电纺丝进程中，液滴一般具有必定的静电压并处于一个电场傍边，因而，当射流从毛细管末端向接纳设备运动时，都会出现加快现象，然后导致了射流在电场中的拉伸。
一、静电纺丝中射流的不稳定性不稳定性是一种所谓的传递现象，即导致活动不稳定性的每一种形式可能起源于某一扰动或涨落，它会随时间以不同速率而扩展。
静电纺丝中有3种不稳定性，第一种是黏性不稳定性，首要是毛细力与黏性力的效果引起的。
别的两种不稳定性是电的实质引起的其一为轴对称的曲张不稳定性，即因表而电荷密度在切向电场中遭到的力而引起，这种力与粘度和谐效果引起丝的轴对称形变和活动；其二为非轴对称的曲折不稳定性，即流体的偶极和电荷发作涨落，在电场中轴的法向上受力发生曲折。
静电纺射流可能表现出某一种或多种不同的不稳定性形式，取决于射流速度、半径和外表电荷密度等基本参数。
近年来静电纺丝理论研究首要选用最简化的线性近似剖析，而研究这些稳定性关于深入研究静电纺丝进程具有重要意义。
二、静电纺丝的影响要素静电纺丝法制备纳米纤维的影响要素许多，这些要素可分为溶液性质，如粘度、弹性、电导率和外表张力；控制变量，如毛细管中的静电压、毛细管口的电势和毛细管口与收集器之问的间隔；环境参数，如溶液温度、纺丝环境中的空气湿度和温度、气流速度等。
其间首要影响要素包含：1.聚合物溶液浓度聚合物溶液浓度越高，粘度越大，外表张力越大，而脱离喷嘴后液滴割裂才能随外表张力增大而削弱。
一般在其它条件恒守时，跟着浓度增加，纤维直径增大。
2.电场强度随电场强度增大，高分子静电纺丝液的射流有更大的外表电荷密度，因而有更大的静电斥力。
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静电纺丝工艺条件对复合材料中纤维形貌影响赵小龙1,2(1. 北京石油化工学院环境材料研究中心，北京102617；2. 北京化工大学材料科学与工程学院，北京100029）摘要：静电纺丝是一种简单、方便的生产微米、纳米纤维的技术，其中可纺丝的材料主要包括聚合物、聚合物的混合物、聚合物与无机物的混合物。
静电纺丝制得的纤维毡，具有孔隙率高、比表面积大等优点，可以用在夹心净化材料上，使过滤材料的过滤性能大大增强。
本文首先简要介绍电纺丝制备原理及设备，并详细阐述下静电纺丝的主要工艺参数聚合物溶液浓度、纺丝电压、接收距离、溶剂性质和挤出速度对纤维形貌影响。
关键词：静电纺丝；纳米纤维；聚合物溶液浓度；纺丝电压；接收距离；溶剂性质；挤出速度1 静电纺丝原理静电纺丝是在溶液干法纺丝与熔体纺丝的基础上发展起来的，通过静电纺丝可以制备纳米或亚微米级的纤维。
静电纺丝技术与传统纺丝技术有着明显的不同，即静电纺丝技术通过静电力作为牵引力来制备超细纤维。
静电纺丝装置主要由三部分组成，即高压静电发生器、供给系统和接收装置，静电纺丝装置如图1所示[1]。
从图中可以看出在静电纺丝工艺过程中，将聚合物熔体或溶液加上几千至几万伏的高压静电，从而在毛细管和接地的接收装置间产生一个强大的电场力。
当电场力施加于液体的表面时，将在表面产生电流。
相同电荷相斥导致了电场力与液体的表面张力的方向相反。
这样，当电场力施加于液体的表面时，将产生一个向外的力，对于一个半球形状的液滴，这个向外的力就与表面张力的方向相反。
如果电场力的大小等于高分子溶液或熔体的表面张力时，带电的液滴就悬挂在毛细管的末端并处在平衡状态。
在电场力增强的过程中，喷丝口表面的液滴就会从球状液滴被拉长为锥状，这个锥就是所谓的“泰勒锥”(Taylor cone) [2]。
当电场强度增加至临界值时，电场力克服液滴的表面张力，从Taylor 锥中喷出，从而产生出一个震荡、不稳定的喷射流，喷射流在喷射过程中被快速拉伸变形，在此过程中溶剂迅速挥发，在接收板上最终得到成形的纤维。
Fong[3]将静电纺丝过程分为三个阶段：(1)喷射流的产生和延伸；(2)鞭动不稳定性的形成和喷射流的进一步拉伸；(3)喷射流固化形成纳米纤维。
图1 静电纺丝装置示意图2 纳米纤维纳米纤维主要包括两个概念：一是严格意义上的纳米纤维，是指纤维直径小于100 nm 的超微细纤维。
另一概念是将纳米微粒填充到纤维中，对纤维进行改性，也就是我们通常意义上的纳米纤维。
纳米纤维的制备方法有很多种，如静电纺丝法、拉伸法，模板法、分子自组织法、复合纺丝法、Nanoval分裂纺、原纤化方法、催化挤出聚合、分子喷丝板纺丝、Dentrite(枝晶)工艺法等。
表1介绍了几种纳米纤维技术的优缺点[4]。
表1 几种纳米纤维技术的优缺点优点缺点拉伸对实验设备条件要求很低过程不连续模板聚合用不同的模板可以得到不同直径的纤维相分离设备要求低，可直接制得纳米纤维基质只能用于特殊聚合物自组织适用于获得更细的纳米纤维过程复杂静电纺效率高且成本低，可以连续生产纳米纤维射流不稳定3 影响静电纺丝的工艺参数为了研究静电纺丝过程中的影响因素，Jaeger J选用聚环氧乙烷作为测试标准，对不同的聚合物材料及纺丝条件进行试验，如：甘油、聚丙烯腈、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰亚胺、蜘蛛丝、液晶聚合物等。
用聚环氧乙烷系统做实验来描述电纺丝过程,可以把大量的操作参数分为溶液性能、可控的变量以及环境参数。
溶液性能包括表面张力、粘度、聚合物溶液的导电性。
可控变量的研究包括毛细管内的(流体) 静压、尖部的电势等。
环境参数的研究包括温度、湿度、电纺丝室内的空气粘度。
另外还研究了影响射流直径和射流粘度的可控变量。
在这项研究中,首次研究了过程参数，找出纺丝过程的困难所在，以及试图解决它们的办法。
讨论如下：为了控制电荷射流的轨迹,建立起静电加速器和挡板，可以通过改变电场强度，来控制射流的轨迹。
当射流形成和喷射出的时候，有许多力作用其上，为了鉴别这些力建立了一个模型。
为了理解纺丝过程中涉及到的电场力，用电脑来模拟纺丝的过程,用有限元素方法软件来解决泊松等式，绘制结果来描述该电场力。
当电场力加在悬垂的液滴表面时，有静电力作用于液滴表面。
这个电场力与表面张力相反，来试图维持液滴的球形形状。
当作用于表面的静电力克服了原有的表面张力则液滴变得不稳定。
有如下等式[5]：其中：Q：球形液滴的总的电荷数ε0：自由空间的介电常数γ：液体的表面张力R：液滴的半径1745 年，Bose 在他的实验室中有了重要的发现，为毛细管顶部的水表面施加高电势，水表面将会有细丝喷射出，这一现象后来被解释为机械压力和电场力的不平衡。
1800 年，Rayleigh L 发现了非常重要的理论，他研究了在有及没有电场力的情况下液态射流的水压稳定性，他提出了带电液滴稳定性的线性理论，这个理论显示的均匀性的电荷，球形粒子将保持它的形态和尺寸直到电量超过下面等式中的某一界限值。
其中：Q：球形液滴的总的电荷数ε0：自由空间的介电常数γ：液体的表面张力R：液滴的半径[6]现有的研究结果表明，在静电纺丝过程中,影响纤维性能的主要工艺参数主要有：聚合物溶液浓度、纺丝电压、接收距离(喷嘴到接丝装置距离)、溶剂性质和挤出速度等。
(1) 聚合物溶液浓度，通常在其它条件不变时，聚合物溶液浓度越高,粘度越大,表面张力越大，而离开喷嘴后液滴分裂能力随表面张力增大而减弱，因此随着聚合物溶液浓度的增加纤维的直径也增大。
聚合物溶液浓度是影响纤维直径的最主要因素之一，Deitzel等[7]指出静电纺纤维的直径随着聚合物溶液浓度的增大而增大，当聚合物溶液浓度较高时，纤维直径分布变宽。
聚合物溶液浓度是在静电纺丝中一个应该首要探究的参数，因为当纺丝液浓度过低时，其黏度也很低，致使分子链不能完全缠结，纺丝过程中射流极不稳定，射流的连续性几乎不能维持，最后得到的是珠状纤维且直径很不均匀；当纺丝液浓度过高时，其黏度也非常大，致使溶液在喷丝口处由于溶剂少易挥发而凝结，最后堵塞针头。
(2) 纺丝电压，随着电压的升高，纤维表面将变得粗糙，纤维直径也逐渐增加，电压较高时也会生成一些直径很细的纤维，所以电压值越大时纤维直径变得越来越不均匀。
一方面，增大电压可以提高流体表面电荷间的静电斥力，从而形成较细的纤维[8]；另一方面，增加电压也会导致带电纤维产生更大的加速度可以使流体快速地离开喷丝口[9]，致使流体流动很不稳定，从而使形成较粗的纤维。
(3) 接收距离,毛细管喷丝头与接收板间的距离对纳米纤维的微观结构的影响很大[8]。
在一定范围内，随着接收距离的增大，静电纺丝纤维直径减小，但毛细管堵塞现象增多。
由于接收距离的增加，即纤维从喷丝头落到接收装置装置间的距离增加，因此纺丝过程中纤维的分裂和拉伸次数都增加，致使纤维直径变细；但接收距离的增大促使纺丝液射流的表面电荷密度减小，以致静电斥力减小，射流获得的加速度减小，滞留在喷丝头的纺丝液增多，由于溶剂的挥发使得溶液固化，导致毛细管堵塞。
(4) 溶剂性质,与常规的溶液纺丝相似,溶剂的性质对溶液电的静电纺丝纤维的成形与结构和性能有很大的影响。
溶剂的挥发性对纤维的形态起着重要的作用[10]，而溶剂的介电常数越大，纤维的直径越细。
Tan等人[11]发现随着溶液导电性的增加，纤维的直径明显减小并且珠结减少。
(5) 挤出速度，聚合物溶液的流速对纤维的直径也有较大影响，纺丝液流速的增加，不利于纺丝液的凝固，显然随着溶液流速的增加，纤维的直径变大[12]。
4 结语随着对静电纺丝装置和工艺研究的不断深入，相信我们在不远的将来可以精确表述出纤维形貌与影响静电纺丝的各项参数的关系式，并找到一种最佳的操作工艺，实现最优化加工纳米纤维。
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