同軸靜電紡絲泰勒錐形成機(jī)理與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著納米科技的興起，納米材料在過濾、生物醫(yī)學(xué)、傳感和納米電子儀器等領(lǐng)域已展現(xiàn)出獨(dú)特性能。基于靜電紡絲法得到的納米纖維具有直徑小、比表面積大、制備簡單、成本低廉以及工藝可控等優(yōu)點(diǎn)，已成為研究熱點(diǎn)。目前來說，如何制備需要的高性能、多功能的復(fù)合納米纖維是所研究的關(guān)鍵。同軸靜電紡絲法是在靜電紡絲的基礎(chǔ)上改進(jìn)裝置發(fā)展而來，它的出現(xiàn)彌補(bǔ)了普通靜電紡絲法在制備某些無電紡性材料或異常結(jié)構(gòu)纖維時(shí)所存在的缺陷，具有一步成型的優(yōu)點(diǎn)。
　　本文以復(fù)合泰勒

2、錐形貌為主線，主要從以下幾個(gè)部分進(jìn)行闡述：
　　首先，同軸靜電紡絲是內(nèi)、外層兩種溶液的共同作用，在電紡復(fù)合結(jié)構(gòu)纖維時(shí)，不同性質(zhì)的材料相匯聚，因此同軸電紡受參數(shù)變化影響較為敏感。分析了噴射流體粘度、相混溶性、界面張力、溶劑揮發(fā)性等溶液參數(shù)，以及流速、濃度等工藝參數(shù)對電紡成絲性的影響作用機(jī)理。
　　其次，基于納米靜電紡絲過程中穩(wěn)態(tài)射流的動(dòng)量、質(zhì)量和電荷守恒機(jī)理，建立了復(fù)合泰勒錐形貌模型，得出了泰勒錐體軸向尺寸與錐體半徑之間的關(guān)系

3、為~R=(β·~z+1)-1/2，為研究復(fù)合泰勒錐體形貌以及穩(wěn)定紡絲過程奠定了模型基礎(chǔ)；同時(shí)內(nèi)層使用3wt％的殼聚糖溶液和外層8wt%PEO溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分別分析了泰勒錐體在亞臨界、臨界以及超臨界電壓作用下的拉伸變化情況。
　　然后，研究紡絲噴嘴處復(fù)合泰勒錐形貌的變化情況，搭建了基于CCD的可視化靜電紡絲平臺(tái)，該平臺(tái)主要包括高壓直流電源、注射泵、紡絲頭、CCD以及控制裝置；傳統(tǒng)靜電紡絲平臺(tái)只能利用滾筒或平板接收器電紡出納米纖維膜，

4、而在本課題平臺(tái)中提出了倒錐形鎖緊旋轉(zhuǎn)夾持機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)在柔性醫(yī)用球囊表面直接紡絲。利用該平臺(tái)可較為方便的觀察復(fù)合泰勒錐體以及噴射流的實(shí)時(shí)變化情況。
　　最后，研究復(fù)合泰勒錐形成過程的變化規(guī)律，利用所搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了一系列對比實(shí)驗(yàn)。通過觀察復(fù)合泰勒錐形成過程，得出PAN/PLGA溶液和殼聚糖/PEO溶液能夠較為合適進(jìn)行電紡；同時(shí)使用CCD拍攝泰勒錐體形貌圖，通過MarkMan軟件獲得了泰勒錐體輪廓點(diǎn)像素值，得到泰勒錐形成的變化曲線。通