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离心纺丝喷嘴的研究进展

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:随着对离心纺丝技术研究的深入,研究人员发现在离心纺丝过程中喷嘴对纳米纤维的制备有着重要的影响。其研究提出,离心纺丝喷嘴的直径直接决定纺丝溶液的流量和纤维的初始直径。该研究分别通过改变离心纺丝喷嘴转速和喷嘴到收集器的距离,观察分析制备纤维直径的变化,选择最合适的离心纺丝工艺参数。图1-24离心纺丝喷嘴直径和喷嘴长度对纤维直径的影响Padron等人研究改变离心纺丝喷嘴出口方向对纳米纤维直径的影响。

离心纺丝喷嘴的研究进展

随着对离心纺丝技术研究的深入,研究人员发现在离心纺丝过程中喷嘴纳米纤维的制备有着重要的影响。Sun等人提出影响纳米纤维直径和形貌的因素,如纺丝溶液的黏度和浓度、喷嘴的转速、喷嘴出口到收集器的距离、喷嘴直径和方向及空气阻力等。其研究提出,离心纺丝喷嘴的直径直接决定纺丝溶液的流量和纤维的初始直径。喷嘴出口方向的角度对射流轨迹有着重要影响,喷嘴出口角度越接近直管,射流初始直径越大。

Elena等人利用离心纺丝法制备木质素纳米纤维。该研究分别通过改变离心纺丝喷嘴转速和喷嘴到收集器的距离,观察分析制备纤维直径的变化,选择最合适的离心纺丝工艺参数。在喷嘴直径为0.5 mm,溶液浓度为20%的情况下,不同喷嘴转速和不同喷嘴工作距离制备的纤维直径分别如图1-23(a)和图1-23(b)所示。

图1-23 离心纺丝喷嘴转速和喷嘴工作距离对纤维直径的影响

Li等人研究离心纺丝过程中溶液浓度、转速、喷嘴直径和喷嘴长度关键参数对纤维直径的影响,并建立通过控制离心纺丝过程中各参数来控制纳米纤维最终直径的经验模型。研究中发现,离心纺丝制备的纤维直径分别随着纺丝喷嘴长度和喷嘴直径的增加而增大,如图1-24所示。(www.xing528.com)

图1-24 离心纺丝喷嘴直径和喷嘴长度对纤维直径的影响

Padron等人研究改变离心纺丝喷嘴出口方向对纳米纤维直径的影响。Padron以6%的聚氧化乙烯(PEO)溶液为纺丝溶液,选择159μm的喷嘴出口直径,在相同喷嘴转速下进行纺丝实验。喷嘴出口角度选择30°和89°,喷嘴出口方向为与旋转方向相同和相反的两个方向。研究结果表明,随着离心纺丝出口方向的变化,纳米纤维的直径逐渐减小,如表1-8所示。

表1-8 不同喷嘴出口方向下制备的纳米纤维直径

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