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电纺丝一维材料制备技术实验讲义 一、实验目的
1. 熟悉静电纺丝的基本原理;
3. 掌握静电纺丝发生装置的基本操作。 二、实验原理
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气泵接头
图1 静电纺丝装置图
电纺装置包括:高压电源,溶液储存装置,喷射装置(如内径1mm的毛细管)和收集装置(如金属平板、铝箔等)。图1为本实验室所用的电纺装置。 羊角钩
pst168图2 电纺丝原理
高压静电场(一般在几千到几万伏)在毛细喷丝头和接地极间瞬时产生一个电位差,使毛细管内聚合物溶液或者熔融体(一般为非牛顿流体)克服自身的表面张力和粘弹性力,在喷丝头末断呈现半球状的液滴。
随着电场强度增加,液滴被拉成圆锥状即Taylor锥。当电场强度超过一临界值后,将克服液滴的表面张力形成射流(一般流速数mPs),在电场中进一步加速,直径减
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小,拉伸成一直线至一定距离后弯曲,进而循环或者循螺旋形路径行走,伴随溶剂挥发或熔融体冷却固化,终落在收集板上形成纤维,直径一般在几十纳米到几微米之间。
静电纺丝影响因素
1，聚合物的分子量，分子量分布和分子结构(分支，线性等) 2，溶液性质(浓度，粘度，电导率，表面张力，液体流量等) 3，电势大小
4，毛细管和收集屏幕之间的距离
天山花楸5，环境参数(温度，湿度和室内空气流速)
6，收集装置的运动规律
7，喷丝口针头形状
机控网三、实验步骤
1. 电纺溶液的配置
称取0.5g的PAN放入具塞三角烧瓶中，再加入8g DMF，磁力搅拌6h使其
完全溶解，待用。
装置连接 2.
a. 纺丝溶液的转移
将配置好的溶液移入注射其中，连好输液管，再与针头连接，最后将注射器
放置于注射泵上。
b. 箱体内部环境控制
c. 调试接收装置
打开滚筒电机按钮，通过旋转旋钮调节滚筒转速，并观察是否正常，转速控
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制在300-2000 r/min.
d. 调试溶液速率
打开注射泵，调节溶液流速，流速要求在纺丝过程中不能滴液，但也不能过
慢，视溶液粘度决定具体流速。
e. 开高压
打开右下角高压发生装置开关，按下蓝按钮，再调整旋钮至所需电压，电
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压应控制在10-20 KV
3. 关设备
关闭设备时，与打开顺序相反，依次为:关高压—关注射泵—关滚筒—关风
扇—关加热。
4. 电纺丝收集
收集时避免用手直接接触电纺纳米纤维，以免手上汗液将纤维溶解，应戴手
套操作。收集完成后
