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静电纺丝机
  • NA-JFC 静电纺丝机

    一、静电纺丝装置概述

    静电纺丝是一种简便的,借助于高压静电作用,以聚合物溶液或熔体为原料来制备高聚物纤维的方法。它制备的纤维直径范围在几十纳米至几微米之间,具有比表面积高,制备方法简单,材料及形貌可控,取料广泛等优点。因此在能源存贮、卫生保健、生物技术以及防护安全等领域有许多用途。

    我们搭建了可视化同轴共纺装置,实现了同轴共纺制备中空、核壳复合纤维实验过程的可视化操控。如图1所示,我们使用氮气作为推动气体,通过点胶机控制气体流速,用膜盒压力表观察推液气体压力,最终推动液体从针头以一定速度流出。通过套针的使用,用数码摄像头实时观察出液情况,加上一定电压之后,便可收集产物。此装置构成简单,可控性强,操作简便。

    图1 基于气体推动的可视化同轴共纺装置示意图


    图2 基于气体推动的可视化同轴共纺装置图

    我们通过静电纺丝装置,可以制备TiO2,也可以制备ABO3钙钛矿结构的无机陶瓷纳米纤维乃至无机陶瓷纳米管材料,用于燃料电池中,这是一个简单有效而且在技术上具有很强可操作性的的方法。

    图3 静电纺丝制备的中空TiO2纤维

    图3为运用我们自行搭建的可视化同轴共纺装置制备的中空TiO2纤维。当然,此静电纺丝装置除了制备燃料电池中用到的材料之外,还可以制备各式排列的纤维或其它结构材料,因制得的比表面积大,制备方法简单,所以可以适合于大规模的应用。

    我公司搭建的静电纺丝装置构成简单,相比于其他公司的纺丝装置,成本较低,操作简单且易于掌握。使用我公司搭建的静电纺丝装置制备得到的中空纤维形貌好,比较面积大,与现有国外文献的报道中相差无几。

    二、静电纺丝装置参数

    1. 箱体材料为不锈钢,耐酸,内外表面喷灰色漆,纺丝操作区用绝缘板搭建。

    2. 静电纺丝装置使用推动气压力控制器及注射针筒,有效地避免了传统注射泵在使用过程中因静电影响而损坏的情况。本装置配有两个推动气压力控制器,可供同心轴纺丝,相应的压力由膜盒压力表显示,小表和大表压力均可调,可变范围分别为0~16 kPa和0~40 kPa。

    3. 本装置数显可调直流电源可调量程为0~30kV或0~50kV。

    4. 本装置针筒固定支架为纵向和横向都可电动微调,且有到边自动保护装置。

    5. 本装置数码摄像头前端配有连续变倍显微镜,变倍比为1:7,镜头前有环型照明灯,设计为用CCD摄像,能把操作图像接入摄影和数码相机传送到监视器,有高分辨率系统,还配有可调式底座支架。纺丝工作区与摄像头之间有玻璃门隔开。

    6. 纺丝收集器为转机收集,转机最快旋转速度可达到2300转/min。

    7. 本装置使用电源:220V,50Hz。通过改变原料液配比,气压,电压等参数可以制备连续的直径为几十纳米到几微米的各种纤维。


    图4电子显微镜观察照片



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