當聚合物溶液或熔體被推出噴絲頭時,表麵張力會促使其形成球形液滴。而由於噴絲頭上外加(jiā)了高電壓,使液滴(dī)表麵帶同種電荷。當靜電排斥作用足夠強時,可以抵消表麵張力作用,此時液滴不是球形而是圓錐形。隨(suí)著電壓的加大(dà),聚合物液(yè)滴被逐漸拉長形成錐體(Taylor錐(zhuī))。毛細管的Taylor錐(zhuī)頂點被(bèi)加速,當電(diàn)荷電荷斥力大於表麵(miàn)張力時,聚合物液滴形成射流從Taylor錐表麵噴出,同時溶劑揮發(fā)或固化,最(zuì)終落在接收裝置上,形成類似非織造(zào)布狀的纖維(wéi)氈(網或者膜)。根據收集(jí)裝置與噴射裝置的間距,靜電紡絲技術還包括近場直寫(xiě)和遠場靜電紡絲。
近場(chǎng)靜電紡絲:近場靜電紡絲也(yě)稱近場直寫技術、電流體噴印(yìn)技術(shù)。近場直寫靜電紡絲工藝是指(zhǐ)當收集裝置與噴頭間距控製(zhì)在0.5~5mm範圍時,輔助精(jīng)密運動控製,就可以通過近場靜電紡絲技術製備出高度(dù)有序取向(xiàng)的納米(mǐ)纖(xiān)維。
遠場(chǎng)靜電紡絲:在(zài)遠場模式中(zhōng),噴(pēn)絲頭到接收器(qì)的距離(lí)為5~15cm,電源電壓大約在10~20KV之(zhī)間。使用(yòng)遠場模式進行紡絲時,可以得到比近場(chǎng)模式更細的(de)納米纖維,紡絲速度也更快。但是無法精準地控製納米(mǐ)纖維在接受板上的(de)位置(zhì)。
不鏽鋼熔融靜電紡絲機是利用三段式鑄銅加熱圈將聚合物加熱融化,用壓縮保護性氣體連續(xù),定量而均勻的從噴(pēn)絲頭的毛細孔中擠出,而成為液態細流,在空氣的冷凝(níng)作用下形(xíng)成初生(shēng)纖維,利(lì)用(yòng)高壓靜(jìng)電對初生纖(xiān)維進行(háng)吸引牽伸(shēn),製作(zuò)納米纖維(wéi)的(de)工藝。