气流辅助聚合物熔体微分电纺流道优化设计

作者：陈明军,马丽,张有忱,李好义,詹瑾,杨卫民

摘要：为进一步降低熔体微分电纺的纤维直径,使其达到纳米尺度,在现有直线狭缝电纺喷头的基础上设计了可以使高速气流汇聚的“V”形风道,通过高速气流对熔体微分射流进行二次牵伸细化。采用实验研究和数值模拟相结合的方法,以射流间距和喷头端电场强度为指标,研究了“V”形风道结构、材质对电纺微分射流的影响。研究结果表明,风道结构会不可避免地削弱喷头端的电场强度、降低射流的效率。增加风刀与喷头尖端的头端凸出量以及采用不导电的聚醚醚酮作为风刀材质都可以有效地降低风刀对射流效率的影响,而风道的宽度对喷头端电场强度影响不大。在优化的风刀结构和材质的基础上,成功制备了平均直径为825 nm的熔体电纺超细纤维。研究证实在气流辅助牵伸的作用下,直线狭缝电纺能够实现熔体电纺超细纤维的批量制备。

发文机构：北京化工大学机电工程学院 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 山西汾西矿业（集团）有限责任公司

关键词：超细纤维熔体微分电纺电场强度气流射流ultra-fine fibermelt differential electrospinningelectric field strengthairflowjets

分类号： TQ340.64[化学工程—化纤工业]