靜電紡絲技術是一種(zhǒng)制備微多孔膜的新技術制音，其通過(guò)高壓靜電場使聚訊相合物溶液或熔體帶電在噴頭上形成(chéng)泰勒錐，當聚合物溶液表面(商紅miàn)的靜電排斥力大于其表面(訊有miàn)張力時(shí)，溶液會(huì)被(bèi)拉長(cháng)形成做刀(chéng)射流，進(jìn)一步在電場力作用以及被(b少就èi)拉伸、破裂等多種(zhǒng)複雜運動下形成(chéng分家)多根細纖維，溶液經(jīng)過(guò)揮發高司(fā)和固化，最後(hòu)在接地鄉去或者帶負電的接收裝置上堆積形成(chén就就g)膜，即納米纖維膜。靜電紡絲技術是一種(zhǒng)長嗎簡便且可大規模制備微納米纖維膜的方法，其可用于膜加工人見的材料來源廣泛，且能(néng)對(duì)纖維直徑和跳森膜的孔徑進(jìn)行靈活控制；所制備風國的膜手感柔軟、孔隙率高、孔道(dào)連通性習笑好(hǎo)、表面(miàn)粗糙度高；膜的材料照筆組分和膜結構可進(jìn)行多種(zhǒng)複雜組合設計。因此，近年來納米鐘家纖維膜被(bèi)認為是防水透濕膜領志術域最具前景的膜材料。

溶液靜電紡絲技術

溶液靜電紡絲技術是目前研究最多，也是工分從藝相對(duì)成(chéng)熟的納米纖維膜制備技術。溶液靜電紡絲所使用的個了溶液是多樣(yàng)的，不僅可以利用樹脂原漿或其稀釋溶液，也可以員看將(jiāng)聚合物溶解在溶劑中麗那得到(dào)紡絲液。對(duì)于不易溶解的聚合物，還(物雜hái)可以將(jiāng)其粉體物拿分散或者混合在其他可紡絲的載體村又聚合物溶液中。比如聚四氟乙烯（PTFE）是不易溶解的聚合物音還，但是可以將(jiāng)其粉體分散拍體在聚乙烯醇（PVA）或聚氧化乙烯（PEO）水溶液中進(jìn廠樹)行紡絲，得到(dào)基膜之小輛後(hòu)在合适的溫度下進(jìn)行燒結請技，在該溫度下，PVA或PEO受熱分解，PTFE粉朋什體黏合成(chéng)纖維整體，最後(h做校òu)制得純的PTFE納米纖維膜。

溶液靜電紡絲加工設備分為針頭式和飛麗無針頭式兩(liǎng)大類。針頭式設備可以通過化唱(guò)擴展針頭數量，形成(chéng)多個泰勒錐以提高窗綠産能(néng)，但是針頭之間電場相互幹擾會(愛作huì)嚴重影響産品的均勻性和産能(néng)。無針頭式設備主技學要基于帶電自由液體表面(miàn)激發(fā)聚合物溶液産生多個射流，樹鐵從而提高納米纖維的生産效率，也被(b一鐵èi)稱為自由液面(miàn)靜師城電紡絲。無針頭式設備分為多孔式、滾筒式、離心風如式、氣泡式、振動式等，其與傳統針頭式噴射裝置相比，可減少針頭間電場歌銀的相互幹擾，且裝置占地面(miàn)積相對(duì)減少，但紡絲的可村但控性較差，且紡絲過(guò)程中暴露的液面(miàn)會(huì)有溶劑揮發(資城fā)從而改變溶劑黏度，影響紡絲的穩定性，其可以通過(gu長冷ò)快速更新液面(miàn)減少揮發(fā)帶來的影響。通過(師人guò)對(duì)多針頭紡絲優化和設置無針頭紡絲可電輛以顯著提高納米纖維的生産效率。目前能(nén光愛g)夠提供工業化多針頭紡絲設備的企業有舊志土耳其Inovenso Technology，提供工業化無針頭生産設備的企業都這有日本的MECC Co., Ltd.、捷克的子拍Elmarco。國(guó)内靜電紡絲設備生産企業也在積極開員大(kāi)展溶液靜電紡絲設備的設計攻關，據報道(dào)東一部分企業已經(jīng)實現了該設備的規模化生産。綠雜

熔體靜電紡絲技術

相對(duì)于溶劑靜電紡絲過(guò)程需要用到(dào)溶街物劑，熔體靜電紡絲采用聚合物熔體進(jìn玩畫)行紡絲，避免了溶劑使用、殘留、回收及處理等問題，是聚關低合物納米纖維綠色制造的發(fā)展方向(xiàng)。但其木身也存在裝備複雜、工藝滞後(hò志如u)、材料黏度高、導電能(néng)力弱、問題纖維細化難厭雜、制備效率低等問題。一般來說(shuō)熔體靜電紡絲需要施加的電壓更大，章都接收距離更短，其以毛細管針頭、圓盤噴頭、狹縫噴頭、熔體微分噴頭做男和氣泡紡絲等多種(zhǒng)形式進(jìn)行紡絲。随著(zhe)對(du北家ì)熔體紡絲材料、工藝和設備的優化民土，規模化熔體靜電紡絲技術將(ji說呢āng)逐漸被(bèi)突破，産業化正站書越來越近。

氣流納米紡絲技術

除了利用高壓靜電場對(duì)溶液進(jìn)行拉伸，利用氣流對(習事duì)溶液進(jìn)行拉伸也可以得到(d頻請ào)納米纖維。據悉，清華大學(xué)研究團隊開(kāi)發(fā)了一種我遠(zhǒng)全新的、結合卡門渦街原理的無針頭溶液氣流納米紡絲技術。該技業數術采用全新設計的連續化系統來實現無針溶液的傳輸以制備納米纖維。紡絲溶液被(bè書火i)閉環連續運動的尼龍線從儲液為鐘槽中攜帶出後(hòu)，在高速氣流的驅動下，形成(chéng)喝聽泰勒錐并高速噴射，通過(guò)快速拉伸和擺鐘身動形成(chéng)納米纖維。該紡絲過(g來媽uò)程同時(shí)存在空氣射流與卡但放門渦街相結合的氣流結構。兩(liǎng)者的共同作用極大促進(jìn) 了納米照亮纖維的高通量生産。通過(guò)流體理論和計算流體動力學(xué)他就模拟的研究發(fā)現，穿過(guò)尼龍線的高速氣流在尼龍線的輛習背風側産生強烈的剪切應力和卡門渦流。強剪切應力促進(jìn媽黃)了泰勒錐的形成(chéng)和溶液射流的細化，而卡門渦旋擾亂了流場并加速費筆了氣流從層流轉變到(dào)湍流，促進跳化(jìn)了溶液射流的揮發(fā)。

除此之外，還(hái)有研究將(jiāng)氣流和從志高壓靜電進(jìn)行組合，開(kāi)發(fā)出氣流輔助的靜習銀電紡絲技術，以減少射流間的幹擾，提高射流激發(fā)和笑北生産效率。在常規靜電紡絲中，紡對地絲速度取決于溶液從噴嘴尖端被(bèi)電場排斥拉出的速度，當進(jì書外n)料速度過(guò)高時(shí)，溶液可能(néng)直接從針尖端噴射雜關出來，而不能(néng)形成(chéng制這)納米纖維。而氣流輔助作用可以給針尖的溶液更話分高的初始拉力，使纖維射流更容易形相冷成(chéng)。氣流納米紡絲技術雖然可以提高産能下人(néng)，但是如何獲得穩定的算多紡絲過(guò)程和均勻的纖維直徑，依然具有挑戰性。

更多内容，請關注《紡織導報》2023年第2期“新到窗型納米纖維防水透濕膜的研發(fā)及應用”。

（來源：紡織導報官微）