氣流輔助聚合物熔體微分電紡流道優化設計

作者：陳明軍,馬麗,張有忱,李好義,詹瑾,楊衛民

摘要：為進一步降低熔體微分電紡的纖維直徑,使其達到納米尺度,在現有直線狹縫電紡噴頭的基礎上設計了可以使高速氣流匯聚的“V”形風道,通過高速氣流對熔體微分射流進行二次牽伸細化。采用實驗研究和數值模擬相結合的方法,以射流間距和噴頭端電場強度為指標,研究了“V”形風道結構、材質對電紡微分射流的影響。研究結果表明,風道結構會不可避免地削弱噴頭端的電場強度、降低射流的效率。增加風刀與噴頭尖端的頭端凸出量以及采用不導電的聚醚醚酮作為風刀材質都可以有效地降低風刀對射流效率的影響,而風道的寬度對噴頭端電場強度影響不大。在優化的風刀結構和材質的基礎上,成功制備了平均直徑為825 nm的熔體電紡超細纖維。研究證實在氣流輔助牽伸的作用下,直線狹縫電紡能夠實現熔體電紡超細纖維的批量制備。

發文機構：北京化工大學機電工程學院 中國煤炭科工集團太原研究院有限公司 山西汾西礦業（集團）有限責任公司

關鍵詞：超細纖維熔體微分電紡電場強度氣流射流ultra-fine fibermelt differential electrospinningelectric field strengthairflowjets

分類號： TQ340.64[化學工程—化纖工業]