电场分布对多射流静电纺丝的影响

摘要

静电纺丝是一种聚合物溶液在外加电场的作用下，连续生产纳米纤维的一项技术。静电纺所得纤维直径小、比表面积高且具有特殊的表面与界面效应等特性，广泛用于过滤、组织工程、防护服装以及传感器等多个领域中。
　　 本文设计一种以孔代替针头的新型静电纺丝装置，其具有结构简单，喷丝孔不易堵塞等优点。本文在第二章中设计一种平面三孔静电纺丝装置，与传统三针头静电纺丝装置在不同的纺丝流量、纺丝距离和纺丝电压下进行对比试验，同时用Maxwell软件对两种静电纺丝装置的电场分布进行模拟。试验结果说明平面三孔静电纺丝装置所纺纤维直径小且分布均匀，纤维的可收集性好。模拟结果表明平面三孔静电纺丝装置中的电场分布更加均匀，且纺丝区域中的平均电场强度值大。第三章在对新型静电纺丝装置研究的基础上，增加喷丝孔的数量到七孔，以提高静电纺丝的生产效率，同时改变喷丝板厚度、喷丝孔孔距和电极直径，研究喷丝头结构参数对静电纺丝的影响，再用电场模拟软件对不同结构参数的七孔平面静电纺丝装置中的电场进行模拟，通过试验与模拟相结合的方法研究喷丝头的结构参数对静电纺丝的影响。试验结果说明不同结构参数的七孔静电纺丝装置均能纺得直径小且形态均匀的纤维，但是随着喷丝板厚度与电极直径的增加和喷丝孔孔距的减少纺丝难度增加。模拟结果说明，喷丝板厚度和电极直径对纺丝区域中的电场强度影响较大，而喷丝孔孔距对纺丝区域中的电场强度值影响很小;喷丝板板厚度和喷丝孔孔距对电场强度沿z轴方向一致性影响很小，而电极直径对电场强度沿z轴方向一致性影响较大。在第二和第三章研究的基础上，本文在第四章中增加喷丝孔的数量，探索提高平面多孔静电纺丝装置的途径。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 静电纺丝发展过程及规模化生产的研究

1．2 静电纺纳米纤维在不同领域应用

1．3 静电纺丝工艺参数研究

1．4 课题研究的背景、内容及方法

第二章 三孔静电纺丝

2．1 静电纺丝试验

2．2 试验结果与讨论

2．3 电场模拟

2．4 本章小结

第三章 平面七孔静电纺丝

3．1 静电纺丝试验

3．2 试验结果与讨论

3．3 电场模拟

3．4 本章小结

第四章 探索10孔以上平面静电纺丝

4．1 静电纺丝试验

4．2 试验结果与讨论

4．3 本章小结

第五章 总结

5．1 本文得到的结论

5．2 存在的问题与发展方向

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢