静电纺丝技术的基本原理

展全思梦 2025-11-06 13:51:57

静电纺丝技术的基本原理

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静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，基于比表面积大、孔径小、可精确沉积等独特性能，静电纺丝制作的纳米纤维在生物医疗、 国防军工、环境治理、能源催化等领域有着广阔的发展空间和实用价值。

如图1所示，静电纺丝主要的基本装置包括注射泵、喷头、高压电源、收集器等。以溶液静电纺丝为例，其原理是将聚合物溶液置于高压静电场中，使聚合物溶液带电并且和收集板形成电压差，同时喷头末端溶液受到的电场力会逐渐增大，当电场力达到一定数值时，就会克服溶液本身的表面张力，球形的液滴逐渐变成锥形，最终形成泰勒锥，带电射流从中喷出。由于弯曲不稳定性，射流最初沿直线延伸，然后经历剧烈的摆动运动。当射流被拉伸成更细的直径时，它会迅速凝固，导致固体纤维沉积在收集板上。

图1 静电纺丝基本装置

一般来说，静电纺丝过程可分为四个连续的步骤:(1)液滴充液形成泰勒锥;(2)带电射流沿直线延伸;(3)电场作用下射流变细，电弯曲失稳(也称振荡失稳)增大;(4)射流作为固体纤维在接地集电极上凝固和收集。

图2 静电纺丝过程

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图3 桌面型静电纺丝机E02

高性价比的静电纺丝模块包含了静电纺丝必备注射泵，接收装置和高压电源模块。每个模块可以进行独立控制。组装起来就能进行静电纺丝实验。产品链接: http://qingzitech/product/182.html

图4 静电纺丝模块

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