納米纖維膜制備裝置系統

納米纖維膜制備裝置系統

靜{精}基本裝置由高壓電源、噴絲針頭和收集裝置四部分組成，如圖1。聚合物溶液在作用下在針頭末端形成液滴，一旦噴絲針頭被施加電壓，帶電液滴將在表面張力、電荷排斥力和外部電場力的共同作用下發生變形，懸垂的液滴由初始的球面逐漸演變為錐面，稱為“泰勒錐"。當外加電壓持續加載，超越某一臨界值時，電場力和電荷斥力將克服液滴表面張力，使得聚合物溶液在泰勒錐尖處被加速，從而形成噴射射流。當帶電的射流進入電場后，直線射流由于Rayleigh Taylor不穩定性，出現快速和擺動。同時，溶劑迅速揮發，終在接收裝置上留下固化的納米級纖維。

{精}取決于表面（Surfaces）、形狀（Shapes）、流變學（Rheology）和電荷（Electrical charge）之間復雜的相互作用。電荷通常由離子攜帶，離子在流體中移動的速度可能會比流體的形狀變化更快、相等或更慢。根據既往的報道，基本的{精}裝置主要由四個部分組成：含有聚合物溶液的玻璃、金屬針、高壓電源和金屬收集器（形態可變）（或稱為高壓電源、泵、鈍尖噴絲頭和導電集電器，電源可為直流也可為交流電）。聚合物液體通常使用泵以恒定而可控的速度通過噴絲頭，當電荷通過金屬針進入聚合物溶液時，{精}過程即開始，由于聚合物液滴上的感應電荷，與收集器之間存在電位差，正負電荷在液體內發生分離，與噴絲頭極性相同的電荷將向液滴表面遷移，產生多余的電荷。隨著電場的進一步增加，更多的電荷累積，從而增加駐留在液滴上的表面電荷的密度，雖然表面張力傾向于球形以小化液滴的總表面自由能，但靜電排斥傾向使得液滴變形，故球形液滴變形并呈現圓錐形狀（Taylor cone）。這個階段，帶電射流從錐形液滴中出現，并被電場加速，射流起初沿直線向收集器沿伸，然后由于彎曲的不穩定性而經歷劇烈的擾動，當射流被拉成更細的直徑時，它會迅速固化，并被收集在特定距離的金屬收集器上。