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高压静电纺丝机工作电场分析

作者: 云帆科技 时间:2016-05-30 来源:未知
摘要:静电纺丝作为纳米纤维的首要制备办法之一,其过程是使带电荷的高分子溶液或溶体在强静电场中活动与变形,经溶剂蒸腾或溶体冷却固化构成聚合物纤维,最终沉积在收集设备上。从进程的本质上看,静电力是电纺中的首要驱动力,其工作电场散布的合理与否将直接影

      静电纺丝作为纳米纤维的首要制备办法之一,其过程是使带电荷的高分子溶液或溶体在强静电场中活动与变形,经溶剂蒸腾或溶体冷却固化构成聚合物纤维,最终沉积在收集设备上。从进程的本质上看,静电力是电纺中的首要驱动力,其工作电场散布的合理与否将直接影响到纺丝的收集功率和纺丝的质量及功能。传统静电纺丝原型机因为规划较简略,且多为试验室自行拼装,常常发生不规则的电场散布方式加上外界扰动要素的影响,造成纺丝进程中纺丝的飘散。这么不只污染了试验环境,也构成了试验资料的损坏,纺丝功率大大下降。
      国内外关于高压静电纺丝工作电场的有限元剖析和优化研讨项目还没有。为此,使用ANSYS有限无剖析软件对自行拼装的新式纺丝机作业电场进行数字模拟剖析,以期盼得获最优电场散布形状,然后改进全部纺丝进程的电场环境,为下一步进行高压静电纺丝机整体构造优化规划供给理论依据。
      新式高压静电纺丝设备主要由高压发生器、喷发设备、收集装置、屏蔽网和操控渠道等有些构成。它差异于传统纺丝设备的最大不同之处在于加入了操控渠道和屏蔽网设备。其间操控渠道用来完成纺丝参数(如纺丝间隔等)的准确调理,而屏蔽网的伟用首要有两个;一是屏蔽高压静电,维护操作者的人身安全;二是为纺丝进程供给一个更为稳定地电场环境。
      例如卧式静电纺丝机设备,注射设备是水平放置的,高压电源和针尖相连,圆盘形负极板与另一高压电源相连,用导线将屏蔽网接地处理,在静电纺丝进程中,电荷通过聚合物的运载,由打针针头运动至接纳设备,构成闭合电循环,高压则为加快聚合物的活动效果供给了能量。当没有外加电压时,聚合物流体因外表张力作用以至于贮积在打针针头内不外流。电场形成时,在电场力效果下,流体外表发生很多静电荷。假使外加电压所发生的电场强度较小,电场力缺乏以使溶液中带电荷有些从打针针头喷出。伴随着电场强度的增大,打针针头顶端在液滴被逐步拉长构成带电锥体,即泰勒锥。当电场强度增大到必定临界值时,流体外表的电荷斥力大于外表张力,泰勒锥就构成通常带电的喷发流。带电聚合物喷发流通过一个不稳定的拉长进程,使喷发流变长变细,一起溶剂蒸发纤维固化,并以无序状排列于搜集设备上 ,构成纤维毡(网膜)。

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