静电纺丝的原理和应用

静电纺丝原理与应用任文超陆霄宇郑惠锋徐圣泉王进石唯范雪春张竞择Page2静电纺丝原理与应用背景原理实例展望Page31、背景2、优点1、发展历程1934年Formhals申请了制备静电纺丝装置专利。1966年Simons申请了由静电纺丝法制备非织造膜的专利。1995年Reneker研究组开始对静电纺丝进行研究，静电纺丝迅速发展。制得的纤维直径可以在数十纳米到数百纳米之间。可以调控纤维精细结构。可纺物质种类很多成本低廉、装置简单Page42、原理聚合物溶液或熔体高压静电液滴克服表面张力形成喷射细流类似无纺布状的纤维集合体。溶剂挥发或冷凝液体带电，形成泰勒锥电压升高Page52、原理射流的运动在施加的电压的超过临界电压之后，从泰勒锥喷出的射流就会在电场作用下，朝反电极方向运动：射流开始经历一小段的稳定运动，运动路径是近似直线的；由于相邻单元的电荷排斥作用，射流会侧向凸出，导致不稳定运动。YarinA.JournalofAppliedPhysics,2001Page62、原理最简单的装置图如何制备可控的纤维呢？Page73、实例改变原料Bonino,ChristopherA.Small,2012,8:1928.Page83、实例硅酸盐所常江课题组曾经报道了利用静电纺丝技术制备三维纳米纤维材料的工作。采用了新的三维纤维接收模板，以操作电场和电场力为基础，可以制备微观或宏观的微观结构多样化的单管、相互连接的管或是同时制备不同尺寸、结构、组合的复合管。改变接收装置DamingZhang.Nano.Letters,2008Page93、实例特定图样相互连接的纳米管Page10未来的潜在应用领域能源过滤自洁生物化妆传感催化4、展望Page114、展望1、纳米纤维较脆，缺乏韧性.2、制备时影响参数太多！3、理论研究不成熟.静电纺丝的不足无法实现产业化应用!Page12参考文献I.YarinA,KoombhongseS.Taylorconeandjettingfromliquiddropletsinelectrospinningofnanofibers[J].JournalofAppliedPhysics,2001,90:4836.II.HartmanA,BrunnerD.Jetbreak-upinelectrohydrodynamicatomizationinthecone-jetmode[J].J.AerosolSci,2000,31:65.III.DamingZhangandJiangChang.Electrospinningofthree-dimensionalnanofibroustubeswithcontrollablearchitectures[J].Nano.Letters,2008,8:3283.IV.Bonino,ChristopherA.;Efimenko,Kirill.Three-dimensionalelectrospunalginatenanofibermatsviatailoredchargerepulsions[J].Small,2012,8:1928.V.Theron,A;Zussman,E.Electrostaticfield-assistedalignmentofelectrospunnanofibres[J].Nanotechnology,2001,12:384.谢谢观赏！Page14泰勒锥由于电压，液滴产生电荷斥力，喷丝口表面的液滴被拉长；当达到临界电压时，液滴就会从球状变为锥状。这就是泰勒锥，锥形的半角是49.3°。而当电荷斥力大于表面张力时，液体表面就会喷射液流。