熔体静电纺丝批量化装置及工艺研究

摘要

与溶液静电纺丝相比，熔体静电纺丝具有原料适用性广、无毒无污染及生产率高等特点，其产品在过滤、生物医药等领域有着广阔的应用前景。同时，现阶段，熔体静电纺丝的研究仍处于初级阶段，其相关的批量化制备装置缺乏，严重制约了熔体静电纺丝的工业化应用，因此对熔体静电纺丝产业化装备的研究具有一定的工程实际意义。 本文针对实验室单喷头熔体静电纺丝实验台设计了特殊结构的高效熔体静电纺丝喷头—气流辅助内锥面静电纺丝喷头，搭建了熔体静电纺丝实验台，并在该实验台上进行了熔体静电纺丝工艺参数的研究，分析了熔体流量、熔体温度、电场强度、气流辅助、气流速度等对纤维直径的影响。 在实验室熔体静电纺丝实验台和工艺参数研究的基础上，通过ANSYS有限元软件分析优选了纺丝机头中的相关参数，设计了生产线中所使用的熔体静电纺丝机头，对熔体静电纺丝生产线总体方案进行了分析优选，组装了整条熔体静电纺丝生产线并进行了实验研究。 对熔体静电纺丝纤维膜进行了空气过滤性能研究，分析了纤维直径、纤维膜厚度对空气过滤性能的影响。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 纳米纤维的特点及应用

1．2 纳米纤维的制备方法

1．3 静电纺丝技术概述

1．4 批量化制备纳米纤维静电纺丝装置的研究进展

1．4．1 多针头多射流

1．4．2 无针头多射流

1．5 熔体静电纺丝

1．6 本课题的研究目的及研究内容

第二章 内锥面喷头熔体静电纺丝工艺研究

2．1 内锥面喷头熔体静电纺丝实验台的搭建

2．1．1 内锥面喷头设计

2．1．2 纺丝实验台

2．2 内锥面喷头熔体静电纺丝工艺参数研究

2．2．1 实验部分

2．2．2 结果与讨论

2．3 本章小结

第三章 熔体静电纺丝生产线的研制及实验研究

3．1 熔体静电纺丝生产线设计

3．1．1 纺丝机头设计

3．1．2 生产线总体方案设计

3．2 熔体静电纺丝生产线实验

3．3 本章小结

第四章 熔体静电纺丝纤维空气过滤性能研究

4．1 纤维膜的制备

4．1．1 试验原料

4．1．2 纤维膜制备

4．2 测试及表征

4．3 结果与讨论

4．3．1 纤维直径对空气过滤性能的影响

4．3．2 纤维层厚度对空气过滤性能的影响

4．4 本章小结

第五章 结论及展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

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