靜電紡納米纖維的制造

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1、國外化纖技術(shù)將納米纖維靜電紡到高速旋轉(zhuǎn)(3000r／min)包括噴嘴形狀、噴嘴排列、噴嘴清洗，納米纖維中的棒(qblOfilm)上可制得人工血管。納米纖維沿溶劑的去除及非織造布纖維細度的控制。圓周取向排列，形成的三維結(jié)構(gòu)連接在一起并保持2．3．1噴嘴清洗足夠的強度(圖2)。使用具有快蒸發(fā)速率的氯仿作為聚合物溶劑進表1PETfFiO納米纖維抗菌試驗(依照JISL1902l行噴射時，噴嘴尖端Taylor錐上的聚合物瞬間固化，細菌種類0hl8h因此必須使用混合溶劑。對于水和二甲基甲酰胺這E．Coli照樣，

2、濾紙)1．4xl4．2×IOEColil4×10'1．2xlos樣的低蒸發(fā)速率溶劑就不需要使用混合溶劑。然而金黃色葡萄球菌2_3xl38xl使用長久后，納米纖維會黏附在噴嘴頭上，這是由沙門氏菌Il×lo4Ill×l于噴在空氣中的納米纖維再次吸回到噴嘴一側(cè)。在我們的裝置中，用包在絕緣棒上的擦紙周期性地擦除噴嘴污物。有的裝置是通過噴嘴移到清洗和擦拭瞳_lm區(qū)域除掉噴嘴上的污物。但是工業(yè)裝置中有大量噴嘴，難以移動整個噴嘴，因此除污方法是用清洗工lmm2m100~m具擦洗整體噴嘴和周期性向噴嘴吹空氣。即使溶

3、液外觀圖截面圖表面圈供應(yīng)增加，液滴周期性引起滴漏，造成產(chǎn)量損失，圖2離速旋轉(zhuǎn)靜電紡絲裝置制得的納米纖維構(gòu)成的人工血管模型采用上述方法可減輕噴嘴阻塞和產(chǎn)量損失。至今，2．2PLA納米纖維在這方面的研究工作做得很少，這為未來的研究提PLA由于具有生物降解性，受到人們的重視。出了挑戰(zhàn)?？疾炝?種聚乳酸氯仿溶液制備納米纖維的條件。2．3．2溶劑去除和樣品干燥PLA質(zhì)量分數(shù)8％時可以制得納米纖維，然而氯仿溶大部分溶劑在納米纖維形成時已蒸發(fā)掉了，但液制得納米纖維的直徑分布較寬，而且噴嘴易堵塞。當使用多噴嘴大量噴

4、射時，溶劑有隨著納米纖維沉這是由于氯仿的蒸發(fā)速率太快。圖3是溶液濃度C積于目標物的可能，這與大氣中溶劑達到飽和有關(guān)。與大分子質(zhì)量的乘積(c)(^和纖維直徑間的關(guān)在單噴嘴實驗裝置中，由于滾筒旋轉(zhuǎn)及注射器橫向系曲線。由圖可知，4種聚乳酸具有相似的纖維直移動，溶劑沒有殘留在納米纖維中，而在工業(yè)裝置徑，說明直徑與PLA的結(jié)構(gòu)無關(guān)。中溶劑殘留是個尖銳問題。在工業(yè)加工中，干燥工藝是必須的，因此噴嘴必須分散排列。另外，加熱溶液和噴嘴部分，降低環(huán)境濕度，更換環(huán)境氣體的措施也提需要的。2．3-3厚納米纖維非織造布的制

5、取如果納米纖維到達接地電極后沒有去除電荷，就難以制得厚納米纖維非織造布。即使用商用靜電消除器去除非織造布納米纖維表面的電荷，加工厚納米纖維非織造布也很困難。厚度大于1cm的納米f)1、．?一一一．一8000130001800023000纖維非織造布已經(jīng)生產(chǎn)出來。納米纖維更傾向于沉C積在其他表面上，而不是靜電紡絲裝置的滾筒電極圖3溶液濃度C與分子質(zhì)量M乘積lo)和纖維直徑間的關(guān)系上。納米纖維還容易黏附于噴嘴和裝置的其他表面。2．3產(chǎn)業(yè)化隨著非織造納米纖維累積可制得厚壁樣品。較厚納目前靜電紡絲的產(chǎn)能推定

6、為20m／min。一個噴米纖維非織造布可用于細胞培養(yǎng)等應(yīng)用方面。嘴的吐出量平均為0．02mlJmin，按聚合物濃度10％2．3．4生產(chǎn)速度計算，—個噴嘴吐出的聚合物量是0．002島／min。要提靜電紡絲法制得的納米纖維非織造布的面密度高產(chǎn)率，有許多問題。影響靜電紡絲生產(chǎn)率的因素或單位面積質(zhì)量可用式(1)計算：合成纖維SFC2009NO．847國外化纖技術(shù)P————g望望f12．4．1基礎(chǔ)設(shè)計100xLxtan(0／2)x2~R?為了評估多噴嘴頭的性能，制取了各種形狀式中：P_／m2)，單位面積聚合物

7、質(zhì)量；g(mUmin)，的噴嘴(圖6)，針對使用需要設(shè)計噴嘴的形狀。單噴嘴噴射量；)，聚合物溶液濃度；L’噴嘴和電極間的距離；0，納米纖維散射角；R(m／min)，生產(chǎn)速度；仃L’縱向噴嘴數(shù)；n，寬度方向噴嘴數(shù)。噴嘴總數(shù)1]LXn。691636102例如，沒L=O．05m，日=40o，R=20m／min，(18G)nL分別為40(P=0．1g／m)、192(P=0．5g／m)、400(P=I．0g／m)。寬度方向噴嘴數(shù)為2O個，間隔圖6各種形狀的多噴嘴頭3C1TI，總寬0．6m。所以，噴嘴總數(shù)Ⅳ為8

8、00時，由于噴嘴內(nèi)液流和靜電排斥間的復雜相互作P為0．1g／m；N為3840時，P為0．5g／m；N為用，噴嘴設(shè)計需要極為細心?？捎贸尚信帕械纳逃?000時，P為1．0s／m。我們開發(fā)了具有1000個針頭制成噴嘴(圖7)，噴嘴孔間隔可任意改變噴嘴的工業(yè)化靜電紡絲裝置，備有溶液供應(yīng)控制和(最小10mm)。噴嘴-~Jt2；間距離可自由設(shè)定。針可厚度控制裝置(圖4)，外層寬度為0．6m。實驗制隨意處理，圖7噴嘴間距離是50mm(上部)和得的納米非織造布可應(yīng)用于過濾器或表面復