静电纺丝的成纤过程是一个极短的复杂过程,射流形成以后,经过拉伸和不稳定运动,溶液发生相分离而最终固化形成纤维。在制备纳米纤维时,溶液性质、溶剂、电压、接收距离、环境温湿度等参数都会对纤维形貌产生影响。若选择溶剂的沸点不合适,或者工艺参数、环境参数调控不当时,纤维会发生黏连,得到黏结纤维,影响纤维的性能。
电纺纳米纤维发生黏结的原因:
1、溶剂沸点高
溶剂的挥发性影响到射流的拉伸和固化,溶剂挥发的太慢,射流在沉积到接收装置上以后仍未固化,容易造成纤维黏结。
2、接收距离过小
Buchkoa等在研究电纺蚕丝蛋白/甲酸溶液时发现,当纤维接收距离过小时,溶剂没有完全挥发,射流就沉积到接收极板上,残余的溶剂使未完全固化的射流黏连形成扁平状的纤维;当接收距离增大到一定程度,溶剂可充分挥发,就能获得较细的均匀纤维。
纤维接收距离对纤维形貌的影响
3、纺丝空间湿度太大
丁彬教授团队在电纺聚丙烯酸/乙醇溶液过程中发现,当湿度由45%增加到75%时,电纺聚丙烯酸纤维直径增大近一倍,而且纤维中出现部分黏连现象。当环境湿度增加后,乙醇的挥发受到限制,导致纤维黏连。因此,为了避免纤维黏连,获得直径均匀的纳米纤维,要控制好纺丝环境的湿度。
环境湿度(A)45%,(B)75%对静电纺聚丙烯酸纤维形貌的影响。
因此,避免纤维黏结,要合理选择溶剂,调控参数,如增加纤维接收距离或者减小纺丝空间的湿度。在调控环境湿度时,静电纺丝机要满足环境控制的需求,或者配置外置环境控制系统,进一步提高环境的稳定性。
永康乐业的ET-2535AC静电纺丝机在硬件配置上尤其增强对内部纺丝环境的控制。该型号类似手套箱的机型,可精准控制温湿度,实验重复性高。采用丹麦进口压缩机,风量达到2 m3/min,湿度最低可除到30%。不同于加热除湿,压缩机除湿将空气中的水转为液体排除,是根本性的减少水蒸气的绝对含量。从而很好的调控产品形貌,优化产品性能,得到最佳实验数据。
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永康乐业ET-2535AC型号
设备特征及优势
• 静电纺丝/静电喷雾、同轴纺丝、溶液/乳液体系纺丝、纳米颗粒负载纺丝;
• 安全防护、适应消毒除菌清理;
• A4 尺寸膜样品,Y 轴移动均匀喷涂;1-4 喷头同时工作;
• 平面/ 管型/ 网格形态组织工程支架,药物释放体系、支架表面处理;
• 温湿度精准控制,避免环境干扰;
• 实验重复性高,产品批次稳定,材质精良,经久耐用。
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