當聚合物(wù)溶液或(huò)熔體被推出噴絲頭時,表麵張力會促(cù)使其形成球形液滴。而由於(yú)噴絲(sī)頭上(shàng)外加了高電(diàn)壓,使液滴表麵帶同種電荷。當靜電排斥作用足夠強時,可以抵消表麵張力作(zuò)用,此時液滴不是(shì)球形而是圓錐形。隨著電壓的加大,聚合物液滴被逐漸拉長形成錐體(Taylor錐)。毛細管的Taylor錐頂點被加速(sù),當電荷電荷斥力大(dà)於表麵張力時,聚合物液滴形成射流從(cóng)Taylor錐表(biǎo)麵噴出,同時溶(róng)劑揮發或固化,最終落在接收裝置上,形成類似非織造布狀的纖維氈(網(wǎng)或者膜)。根據收集裝置與噴射裝置的間距,靜電紡絲技術還(hái)包括近場直(zhí)寫和遠場靜電(diàn)紡(fǎng)絲。
近場(chǎng)靜電紡絲:近場靜電紡絲也稱近場直寫技術、電流體噴印(yìn)技術。近場直寫靜電紡絲工藝是指當收集裝置與噴頭間距控製(zhì)在(zài)0.5~5mm範圍時,輔(fǔ)助精密運動控製,就可以通過近場靜電紡絲技術製備出(chū)高度有序取向的納米纖維(wéi)。
遠場靜電紡絲:在遠場模式中(zhōng),噴絲頭(tóu)到接收器的距離為(wéi)5~15cm,電源電壓大(dà)約在10~20KV之間。使用遠場模式進行紡絲時,可以得到比近場模式更細的納米纖維,紡絲(sī)速度也更快。但是無法精準地控製納米纖維在接受板上的位置。
不鏽鋼(gāng)熔融靜電紡絲機是利用三(sān)段式鑄銅加熱圈將聚合物加熱融化,用壓縮保護性氣體連續,定量而(ér)均勻的從噴絲頭的(de)毛細(xì)孔中擠出,而成為液態細流(liú),在空氣的冷凝作用下形(xíng)成(chéng)初生纖維,利用高壓靜電對(duì)初生纖維進行吸引牽(qiān)伸,製作納米纖(xiān)維的工藝。