靜電紡（fǎng）絲原理

靜電（diàn）紡（fǎng）絲原理

電紡（fǎng）絲( electrospinning) 又稱靜電紡絲( electrostatic spinning) , 是一種利用聚合物溶液（yè）或熔（róng）體在（zài）強電（diàn）場作（zuò）用下形成噴射（shè）流進行紡絲加工的工藝。近年來, 電紡絲作為一種可製備（bèi）超精（jīng）細纖維的新型加工方法, 引起了人（rén）們的廣泛關注。理論上, 任何（hé）可溶解或熔融的高分子（zǐ）材料均可進行電紡絲加工。目前世界（jiè）上已成功進行電紡（fǎng）絲加工的（de）聚合物超過30 種, 包括DNA、膠原、絲蛋白等天然高分子, 以及聚（jù）氧乙烯、聚丙烯腈、聚乳酸（suān）、聚酰亞胺、尼龍、聚乙烯醇、聚己內酯、聚氨酯等合成高分子。
原理
在電紡絲過程中, 噴射裝置中裝滿了充電的聚合物溶液或熔（róng）融（róng）液。在外加電場作用下（xià）, 受表麵張（zhāng）力作用而保持在噴（pēn）嘴處的高分子液滴, 在電（diàn）場誘導下表麵聚集電荷, 受到一個與表麵張力方（fāng）向相反的電場力。當電場逐漸增強時, 噴嘴處的液（yè）滴由（yóu）球狀被拉長為錐狀（zhuàng）, 形成所謂的 泰勒錐 ( Taylorcone) 。而當電場強度增加（jiā）至一個臨界值時, 電場力就會克服液體的表麵張力, 從 泰勒錐中噴出。噴射流在高電場的（de）作用下發生震蕩而不穩, 產生頻率*的不規則性螺旋運動。在高速震蕩中, 噴射流被迅速拉細, 溶劑也迅速揮發, 終形（xíng）成直徑在nm級的纖維, 並以隨機的方式散落在（zài）收集（jí）裝置上, 形成無紡布。