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静电纺丝技术原理和应用
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静电纺丝技术原理和应用

  • 来源:原创
  • 浏览次数:
  • 日期:2021-11-12 21:24

【概要描述】静电纺丝法即聚合物喷发静电拉伸纺丝法,可高效制备纳米纤维。在许多领域都有所运用,如食品保鲜、生物医药、新能源、过滤等方面。

静电纺丝技术原理和应用

【概要描述】静电纺丝法即聚合物喷发静电拉伸纺丝法,可高效制备纳米纤维。在许多领域都有所运用,如食品保鲜、生物医药、新能源、过滤等方面。

  • 分类:解决方案
  • 作者:轻子纳米科技
  • 来源:原创
  • 发布时间:2021-11-12 21:24
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1 静电纺丝技术原理

静电纺丝法即聚合物喷发静电拉伸纺丝法。首先将聚合物溶液或熔体带上几千至上万伏高压静电,带电的聚合物液滴在电场力的效果下在毛细管的Taylor锥极点被加快。

当电场力足够大时,聚合物液滴战胜外表张力构成喷发细流。细流在喷发进程中溶剂蒸腾或固化,终究落在接纳设备上,构成相似非织造布状的纤维毡。在静电纺丝进程中,液滴一般具有必定的静电压并处于一个电场傍边,因而,当射流从毛细管末端向接纳设备运动时,都会出现加快现象,然后导致了射流在电场中的拉伸。

图1 静电纺丝装置示意图

 

2 静电纺丝技术应用

2.1静电纺丝在食品上的应用

静电纺丝与食品看上去毫无关联的两个领域,但是静电纺丝的许多技术能运用在食品工业上。目前静电纺丝关于食品工业的主要应用集中在包装上。

①通过静电纺丝技术包埋生物活性物质于纳米纤维中,起到保护及缓释的作用;  

②利用纳米纤维所包埋或者结合的具有抑菌或者/及抗氧化功能的生物活性物质,制备具有抑菌抗氧化功能的食品活性包装;   

③通过将益生菌包埋于纳米纤维中提高其储存稳定性以及利用纳米纤维膜作为菌载体用于生物发酵;   

④利用多种结构的纳米纤维,如核壳结构,包埋多不饱和脂肪酸/脂肪起到 抑制其氧化的作用;   

⑤将纳米纤维膜作为固定化酶的载体,提高酶的活力以及重复利用率。

2.2静电纺丝在医学上的应用

静电纺丝在医学上的应用主要集中在载药方面,利用静电纺丝制造一张高分子薄膜载药。目前全身给药仍然是治疗给药的主要手段,但是全身给药这种方式所造成的药物浪费,换药频繁和高副作用依然是不可忽视的问题。而通过静电纺丝有望称为局部给药的一种高效手段。纳米纤维的直径小于细胞,可以模拟天然外基质的结构和生物功能,人的大多数器官、组织结构与纳米纤维类似,为纳米纤维用于组织和器官的修复提供了可能。

2.3静电纺丝在新能源的应用

静电纺丝法作为一种简便、高效制备纳米纤维的方法,受到研究者的广泛关注,通过调节聚合物种类及分子量、溶剂的组成成分、掺杂剂的种类及纺丝参数等可调控纳米纤维的直径、孔结构及纤维聚集体的堆积状态,使其具备优异的电化学性能,广泛应用于燃料电池质子交换膜、锂离子电池隔膜、超级电容器电极材料、染料敏化太阳能电池电极材料及纳米发电机中。

图2 静电纺丝新能源方面的应用

除此之外,静电纺丝纳米纤维在空气/水过滤,化学催化,功能性面料,国防军工等领域都有所运用,前景十分广阔。

 

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