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《靜電紡纖維結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、萬方數(shù)據(jù)2011年第7期靜電紡纖維結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展馮麗(紡織工業(yè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展中心,北京.100742捕要:4避調(diào)整坊絲溶液性質(zhì)、&變#&過口中∞加I參敷、&進(jìn)#Ⅱ蓑i“噩镕合相應(yīng)日e≈理i藝,可m&£采月靜電#&技術(shù)蕕拜的纖堆日镕椅,包括纖堆集合體的站構(gòu)自單纖堆的#拘.自#镕镕構(gòu)的&變對擴(kuò)太纖堆應(yīng)月領(lǐng)域廈增Ⅱ纖維&月-&n再有重要作月.#述T近年來靜電#&技術(shù)盅展過程十女現(xiàn)的一些新#的#維b構(gòu).井展望T靜電镕纖維%構(gòu)調(diào)控*發(fā)展前量關(guān)鍵訶:靜電#&.纖雛≈構(gòu).#雛集合體.單*維中國分類號:TQ340649;TSl026+4文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號10047093
2、(2011)07—0001—06纖維結(jié)構(gòu)在很大程度上影響到纖維的性能。通過調(diào)控及優(yōu)化靜電紡纖維及其集合體的結(jié)構(gòu),可大幅度提高纖維材料在電子、環(huán)境、能源、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用性能,一般麗言,通過簡單靜電紡設(shè)備獲得的纖維集合體是由排列無序的纖維堆積而成的。通過改變接收裝置、控制電場、附加醢場等方法可獲得取向排列的纖維;通過調(diào)控電場、溶液性質(zhì)、環(huán)境參數(shù)等還可構(gòu)筑具有二維蜘蛛網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的纖維膜。取向和蜘蛛網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可賦予纖維良好的電學(xué)、光學(xué)、力學(xué)性能等,在微電子、光電、牛物醫(yī)學(xué)和過濾等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。通過靜電紡絲技術(shù)不僅可以制備常見的珠粒、圓形實(shí)心纖維,還可以
3、制備出帶狀、螺旋狀、多孔、項(xiàng)鏈、多芯、棱一殼和中空等特殊結(jié)構(gòu)的微/納米纖維“1。這些特殊結(jié)構(gòu)的靜電紡纖維具有許多獨(dú)特的性能.在多個領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值。本文綜述了近年來靜電紡絲技術(shù)發(fā)展過程中出現(xiàn)的一些新穎的纖維結(jié)構(gòu)。并展篳了靜電紡纖維結(jié)構(gòu)調(diào)控的發(fā)展前景。1纖維集合體結(jié)構(gòu)11無規(guī)取向纖維普通的靜電紡纖維是以無規(guī)取向纖維構(gòu)成的№禱H№{2011—06—20镕}*n日日.女.19654t,高級IR師?!馈霱事幼‰科}拄$#Ⅱ科Ⅲ《目*mI仆。非織造布形式存在的(圖1),其制備方法是:通過帶電的聚合物液滴受電場力的作用,在噴頭處蟛成泰勒錐,當(dāng)聚合物液滴所帶電荷
4、密度足夠高時,同種電荷間的靜電排斥山將克服聚合物溶液【或熔體)的表∞j張力使聚臺物液滴分裂成若于射流,射流在高堆電場力的作用F經(jīng)過一系列的小穩(wěn)定運(yùn)動,不斷被拉伸,伴隨著溶劑的快速揮發(fā)(或熔體冷卻),最終形成直徑為納米哉亞微米級別的超細(xì)纖維,并以無序狀排列于收集裝置上,形成類似非0{造布的纖維膜。這也是靜電紡絲制備納米纖維非織造布最基本的方法“,這種靜電紡納米纖維非織造布應(yīng)用范圍相對較小。當(dāng)人們用傳統(tǒng)纖維和紡織工業(yè)的觀點(diǎn)去理解納米纖維時,只有獲得了單根納米纖維或單軸纖維束,才可將納米纖維的膻用范隔擴(kuò)展到更廣泛的領(lǐng)域.但是由十靜電紡?fù)捱^程中聚合物射流的不穩(wěn)定
5、性,要獲得單根納米纖維或單軸纖維束是十分困難的。因此,對靜電紡纖維結(jié)構(gòu)調(diào)控的研究具有重要意義。__]I\、J≮.J:。夏蓮】圖1典型∞£規(guī)取向靜電#纖堆萬方數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)用紡織品總第250期12取向排列纖維靜電紡纖維在釁領(lǐng)域如微電于、光電和牛物醫(yī)學(xué)等的J“用需耍纖維具彳『很好的取向性和規(guī)則排列為丁制箭取向纖維,研究者采用政良啦集裝置、輔助電極等束控制電場分布,可改變射流在針頭和收集裝置之州所存在電場一j啪運(yùn)行軌跡,從而抑制r月慌的不穩(wěn)定性,在一定區(qū)域內(nèi)扶得定向排刮的納水纖維。另外,通過對靜電紡冉序排列纖維進(jìn)行集束、加捻等方}盤,還可獲得納米纖維紗線,這將有利十
6、進(jìn)步拓寬靜電紡納米纖維的f、t用領(lǐng)域采用高速轉(zhuǎn)動的滾筒收集裝苜n』以,導(dǎo)到。p行排列的纖維理i侖r,“j滾簡表晰的旋轉(zhuǎn)速度與纖維的打[積逮度接近時,便可以得到單軸取向的纖維,即部分取州的靜電紡纖維(圖2).Doshi等4利抖{高速旋轉(zhuǎn)的滾筒捩得了取向排列的纖維。Theron等’采用邊緣尖銳的圓鼎作為納米纖維的收集裝糟.zⅡ“莊續(xù)收集到定向排列的纖維。Yang等“采川磁化靜電紡絲法,通過在溶液中加^磁眭納米粒子(質(zhì)量分?jǐn)?shù)般小于05%)制備出高度取向的纖維Deitze]等。1通過在噴頭與收集器之州添加通電的相連盒屬環(huán)來制備取向纖維?!暗?使用m一定卒隙隔開的
7、兩片平行接地的導(dǎo)lU基底組成的接收裝置,制備出大最高度取向排列的纖維,Pan等’錄用分別加有高壓正電和高壓負(fù)電的兩個針尖進(jìn)行點(diǎn)時點(diǎn)紡絲,杠纖維結(jié)合點(diǎn)的下方放置個旋轉(zhuǎn)輥,將結(jié)合在起的纖維進(jìn)行牽引收集.rⅡ制得連續(xù)的、高度取向的納米纖維束。震黲銎蘺目2∞奇取由∞靜t##堆13圖案化纖維采用靜電紡牲技術(shù)制備圖案化納米纖維是一個新興的研究熱點(diǎn),接收電檻對纖維堆積形態(tài)起著至關(guān)重要的作用在靜電紡絲過程中,通過改變——2——收集鞋氍的形狀厘動方式和材廈等.-a】以得到小同堆積形態(tài)的纖維材料,其rp就包括圖案化纖維圖案化纖維的理化肚質(zhì)與無序纖維基堆相同,但其特殊的聚集規(guī)
8、律對研究纖維在靜電場中的運(yùn)動規(guī)律有重要意義.其幽案化的彤貌和結(jié)構(gòu)在某些領(lǐng)域也有潛