電場(chǎng)分布對(duì)靜電紡聚氧化乙烯纖維取向度和結(jié)晶度的影響.pdf

1、靜電紡絲是聚合物溶液在高壓電場(chǎng)的作用下，通過(guò)極短的時(shí)間被拉伸形成超細(xì)纖維的技術(shù)。靜電紡獲得的纖維比傳統(tǒng)紡絲獲得的纖維細(xì)的多，具有直徑小，高比表面積，高吸附性的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于納米纖維材料的復(fù)合、過(guò)濾、分離膜、生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用(包括組織工程、人造器官、藥物控釋、創(chuàng)傷包扎)和防護(hù)服以及燃料電池等領(lǐng)域。但是靜電紡本身具有的一些缺點(diǎn)，極大的限制了其應(yīng)用的擴(kuò)展，其中纖維強(qiáng)力差的問(wèn)題尤其突出。靜電紡纖維的取向度和結(jié)晶度是影響其強(qiáng)力的重要因素，此外纖維

2、的取向度和結(jié)晶度還影響纖維的壓電性，生物降解性等性能。
　　本文通過(guò)改變噴嘴結(jié)構(gòu)和接收裝置達(dá)到改變靜電紡絲電場(chǎng)分布的目的，從而探究電場(chǎng)分布對(duì)纖維取向度和結(jié)晶度的影響。本文在第二章中采用單孔靜電紡絲裝置，與傳統(tǒng)單針頭靜電紡絲裝置在不同的滾筒轉(zhuǎn)速、紡絲流量、紡絲距離和紡絲電壓下進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，將收集到的靜電紡纖維用傅里葉紅外光譜技術(shù)(FTIR)測(cè)量其取向度，同時(shí)用Comsol軟件對(duì)兩種靜電紡絲裝置的電場(chǎng)分布進(jìn)行模擬。試驗(yàn)結(jié)果表明針型靜電

3、紡絲裝置獲得的纖維比平面單孔靜電紡絲裝置所紡纖維取向度好，平面單孔靜電紡絲裝置獲得的纖維的取向度沿某一工藝參數(shù)的變化比較均勻；在一定范圍內(nèi)隨著紡絲電壓、紡絲流量和紡絲距離的增大，兩種噴嘴獲得的纖維取向度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。模擬結(jié)果表明：平面單孔噴嘴外部中的電場(chǎng)分布更加均勻，且紡絲區(qū)域中的平均電場(chǎng)強(qiáng)度值大；針型噴嘴內(nèi)部和外部較短距離內(nèi)(0.5cm)電場(chǎng)強(qiáng)度均大于平面孔型噴嘴相應(yīng)位置電場(chǎng)強(qiáng)度。第三章在以上兩種不同噴嘴靜電紡絲裝置的基礎(chǔ)上

4、，調(diào)節(jié)不同工藝參數(shù)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，探究電場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)纖維結(jié)晶度的影響，測(cè)量方法采用X射線衍射法(XRD)。試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明纖維結(jié)晶度的變化趨勢(shì)與取向度的變化趨勢(shì)十分相似，兩者具有相關(guān)性；纖維結(jié)晶度的變化范圍較小，受紡絲工藝的影響較小。第四章中采用平行平板電極接收裝置和滾筒接收裝置作對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程與試驗(yàn)方法與第二章相同，并用Comsol軟件模擬平行平板接收裝置電場(chǎng)分布，試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，平行平板電極接收裝置收集到的PEO纖維取向度比滾筒接收裝置收集