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1、静电纺丝实验讲义1 / 4 电纺丝一维材料制备技术实验讲义一、实验目的1. 熟悉静电纺丝的基本原理;2. 了解静电纺丝装置的基本构造;3.掌握静电纺丝发生装置的基本操作。 二、实验原理图1静电纺丝装置图电纺装置包括:高压电源,溶液储存装置，喷射装置（如内径1mm的毛细管）和收集装置（如金属平板、铝箔等）。图1为本实验室所用的电纺装置。图2电纺丝原理 高压静电场（一般在几千到几万伏）在毛细喷丝头和接地极间瞬时产生一个电位 差,使毛细管内聚合物溶液或者熔融体（一般为非牛顿流体）克服自身的表面张力和 粘弹性力,在喷丝头末断呈现半球状的液滴。随着电场强度增加,液滴被拉成圆锥状即Taylor锥。当电场强
2、度超过一临界值 后，将克服液滴的表面张力形成射流（一般流速数mPs），在电场中进一步加速，直径 减3 / 4 小，拉伸成一直线至一定距离后弯曲，进而循环或者循螺旋形路径行走，伴随溶 剂挥发或熔融体冷却固化，终落在收集板上形成纤维，直径一般在几十纳米到几微米 之间。静电纺丝影响因素1，聚合物的分子量，分子量分布和分子结构（分支，线性等） 2，溶液性质（浓度，粘度，电导率，表面张力，液体流量等） 3，电势大小 4，毛细管和收集屏幕之间的距离 5，环境参数（温度，湿度和室内空气流速）6，收集装置的运动规律7，喷丝口针头形状三、实验步骤1.电纺溶液的配置称取0.5g的PAN放入具塞三角烧瓶中，再加入8
3、g DMF,磁力搅拌6h使其 完全溶解，待用。装置连接 2.a. 纺丝溶液的转移将配置好的溶液移入注射其中，连好输液管，再与针头连接，最后将注射器 放置于注射泵上。b. 箱体内部环境控制打开温度调节按钮，调节温度;打开风扇。c. 调试接收装置 打开滚筒电机按钮，通过旋转旋钮调节滚筒转速，并观察是否正常，转速控 制在300-2000 r/min.d. 调试溶液速率 打开注射泵，调节溶液流速，流速要求在纺丝过程中不能滴液，但也不能过 慢，视溶液粘度决定具体流速。e. 开高压打开右下角高压发生装置开关，按下蓝色按钮，再调整旋钮至所需电压，电压应控制在10-20 KV3. 关设备 关闭设备时，与打开顺序相反，依次为:关高压关注射泵关滚筒关风 扇关加热。4. 电纺丝收集 收集时避免用手直接接触电纺纳米纤维，以免手上汗液将纤维溶解，应戴手 套操作。收集完成后
