螺旋型自由液面多射流静电纺丝机理及工艺分析

为了提高纳米纤维的产量,提出了一种螺旋型自由液面多射流静电纺丝技术,对螺旋丝杆的形状、不同间距、电压和产量进行了研究。利用有限元的方法模拟了电极几何形状和不同丝杆间距对电场分布的影响和试验验证。结果表明:相同电压下螺旋电极电场强度高于圆柱棒状电极,当螺旋电极间距为210 mm时,纤维之间的干扰现象基本消失,提高了纳米纤维的产量,验证了螺旋电极静电纺丝的可行性。相同参数下使用螺旋电极制备的聚丙烯腈(PAN)纤维膜平均直径可达到170.4 nm,产量高达6.37 g/h,而聚酰胺酸(PAA)纤维膜平均直径可达到200.5 nm,产量也可达到6.02 g/h。该螺旋丝杆无针静电纺丝装置为实现均匀纳米纤维的大规模生产提供了一种新的方法。