國內高壓靜電紡絲設備現(xiàn)在開展迅速，首要原因是國外進口產品對中國市場的沖擊，帶動了國內的前期科研者一起來開拓和替代進口的產品。早在1882年，Raleigh的研究發(fā)現(xiàn)，帶電的液滴在電場中不穩(wěn)定，進入電場之后，由于電場力的作用，容易劈裂成較小的液滴。Taylor的研究表明，帶電的液滴通過噴絲頭進入電場以后，在電場力以及液體表面張力的共同作用下，液滴逐漸被拉長，形成一個錐狀體(Taylor錐)，并確定其角度為49.3°。
靜電紡絲過程中，聚合物溶液或熔體被擠壓到噴絲頭，由于電場力和表面張力的作用，在噴絲頭處形成Taylor錐，隨著紡絲液不斷的被推入電場，紡絲液便會從Taylor錐噴出，在電場中受電場力的作用而被繼續(xù)拉伸，當射流被拉伸到一定程度時，便會克服表面張力，發(fā)生非穩(wěn)定性彎曲進而被拉伸并分裂成更細的射流，此時射流的比表面積迅速增大而使溶劑快速揮發(fā)，終在收集裝置上被收集并固化形成非織造布狀的纖維氈。
靜電紡絲的影響因素主要包括溶液性質(如黏度、濃度、相對分子質量分布、彈性傳導率、介電常數(shù)、表面張力等)，過程條件(如電壓、擠出率、噴絲頭與接收裝置之間的距離、噴絲頭直徑等)和環(huán)境因素(如溫度、濕度、氣體流速等)。對于這一方面，很多人進行了研究。
現(xiàn)有的研究結果表明，在靜電紡絲過程中，影響纖維性能的主要工藝參數(shù)主要有：聚合物溶液濃度、紡絲電壓、固化距離(噴嘴到接絲裝置距離)、溶劑揮發(fā)性和擠出速度等。
(1)合物溶液濃度
聚合物溶液濃度越高，粘度越大，表面張力越大，而離開噴嘴后液滴分裂能力隨表面張力增大而減弱。通常在其它條件不變時，隨著聚合物溶液濃度的增加纖維的直徑也增大。
(2)紡絲電壓
隨著對聚合物溶液施加的電壓增大，體系的靜電力增大，液滴的分裂能力相應增強，所得纖維的直徑趨于減少。
(3)固化距離
聚合物液滴經噴嘴噴出后，在空氣中伴隨著溶劑揮發(fā)細流中的同時，合物濃縮固化成纖維，后被接絲裝置接受。對于不同的體系，固化距離對纖維直徑的影響不同。例如，對于聚苯乙烯(PS)/THF體系研究表明，改變固化距離，對纖維直徑的影響不明顯。而對于聚丙烯腈(PAN)/N，N-二甲基甲酰胺(DMF)體系，纖維直徑隨著接收距離的增大而減小。
(4)溶劑
與常規(guī)的溶液紡絲相似，溶劑的性質對溶液電的靜電紡絲纖維的成形與結構和性能有很大的影響，溶劑的揮發(fā)性對纖維的形態(tài)起著重要的作用。
4靜電紡絲技術的應用
隨著納米技術的發(fā)展，靜電紡絲作為一種簡便有效的可生產納米纖維的新型加工技術，將在生物醫(yī)用材料、過濾及防護、催化、能源、光電、食品工程、化妝品等領域發(fā)揮巨大作用。
①在生物醫(yī)學領域，納米纖維的直徑小于細胞，可以模擬天然的細胞外基質的結構和生物功能;人的大多數(shù)組織、器官在形式和結構上與納米纖維類似，這為納米纖維用于組織和器官的修復提供了可能;一些電紡原料具有很好的生物相容性及可降解性，可作為載體進入人體，并容易被吸收;加之靜電紡納米纖維還有大的比表面積、孔隙率等優(yōu)良特性，因此，其在生物醫(yī)學領域引起了研究者的持續(xù)關注，并已在藥物控釋、創(chuàng)傷修復、生物組織工程等方面得到了很好的應用。
?、诶w維過濾材料的過濾效率會隨著纖維直徑的降低而提高，因而，降低纖維直徑成為提高纖維濾材過濾性能的一種有效方法。靜電紡纖維除直徑小之外，還具有孔徑小、孔隙率高、纖維均一性好等優(yōu)點，使其在氣體過濾、液體過濾及個體防護等領域表現(xiàn)出巨大的應用潛力。
?、垤o電紡纖維能夠有效調控纖維的精細結構，結合低表面能的物質，可獲得具有超疏水性能的材料，&并有望應用于船舶的外殼、輸油管道的內壁、高層玻璃、汽車玻璃等。但是靜電紡纖維材料若要實現(xiàn)在上述自清潔領域的應用，必須提高其強力、耐磨性以及纖維膜材料與基體材料的結合牢度等。
?、芫哂屑{米結構的催化劑顆粒容易團聚，從而影響其分散性和利用率，因此靜電紡纖維材料可作為模板而起到均勻分散作用，&同時也可發(fā)揮聚合物載體的柔韌性和易操作性，還可以利用催化材料和聚合物微納米尺寸的表面復合產生較強的協(xié)同效應，提高催化效能。
⑤靜電紡納米纖維具有較高的比表面積和孔隙率，可增大傳感材料與被檢測物的作用區(qū)域，有望大幅度提高傳感器性能。此外，靜電紡納米纖維還可用于能源、光電、食品工程等領域。
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