首页
资讯
新闻头条百科展会
专栏
慧聪头条产品评测高端访谈产品视频
资讯
产品导购产品评测指数分析百科知识
推荐
企业动态图文赏析人物访谈面料专栏新品发布棉花专栏

静电纺丝技术的历史起源和发展

http://www.textile.hc360.com2017年10月10日16:45 来源:纺织科技杂志T|T

    [静电纺丝]一词来源于“electrospinning”或更早一些的“electrostaticspinning”,国内一般简称为“静电纺”、“电纺”等。

2345

    1934年,Formalas发明了用静电力制备聚合物纤维的实验装置,并申请了专利,其专利公布了聚合物溶液如何在电极间形成射流,这是首次详细描述利用高压静电来制备纤维装置的专利,被公认为是静电纺丝技术制备纤维的开端。

    但是,从科学基础来看,这一发明可视为静电雾化或电喷的一种特例,其概念可以追溯到1745年。

    静电雾化与静电纺丝的最大区别,在于二者采用的工作介质不同,静电雾化采用的是低粘度的牛顿流体,而静电纺丝采用的是较高粘度的非牛顿流体。

    这样,静电雾化技术的研究也为静电纺丝体系提供了一定的理论依据和基础。

    对静电纺丝过程的深入研究涉及到静电学、电流体力学、流变学、空气动力学等领域。

    20世纪30年代到80年代期间,静电纺丝技术发展较为缓慢,科研人员大多集中在静电纺丝装置的研究上,发布了一系列的专利,但是尚未引起广泛的关注。

    进入90年代,美国阿克隆大学Reneker研究小组,对静电纺丝工艺和应用展开了深入和广泛的研究。

    特别是近年来,随着纳米技术的发展,静电纺丝技术获得了快速发展,世界各国的科研界和工业界,都对此技术表现出了极大的兴趣。此段时期,静电纺丝技术的发展大致经历了四个阶段:

    第一阶段主要研究不同聚合物的可纺性,和纺丝过程中工艺参数对纤维直径,及性能的影响以及工艺参数的优化等;

    第二阶段主要研究静电纺纳米纤维成分的多样化,及结构的精细调控;

    第三个阶段主要研究静电纺纤维在能源、环境、生物医学、光电等领域的应用;

    第四阶段主要研究静电纺纤维的批量化制造问题。

    上述四个阶段相互交融,并没有明显的界线

    通过静电纺丝技术制备纳米纤维材料,是近十几年来世界材料科学技术领域的最重要的学术与技术活动之一。

    静电纺丝并以其制造装置简单、纺丝成本低廉、可纺物质种类繁多、工艺可控等优点,已成为有效制备纳米纤维材料的主要途径之一。

    静电纺丝技术已经制备了种类丰富的纳米纤维,包括有机、有机/无机复合和无机纳米纤维。然而,利用静电纺丝技术制备纳米纤维,还面临一些需要解决的问题。

    首先,在制备有机纳米纤维方面,用于静电纺丝的天然高分子品种还十分有限,对所得产品结构和性能的研究不够完善,最终产品的应用大都只处于实验阶段,尤其是这些产品的产业化生产还存在较大的问题。

    其次,静电纺有机/无机复合纳米纤维的性能,不仅与纳米粒子的结构有关,还与纳米粒子的聚集方式和协同性能、聚合物基体的结构性能、粒子与基体的界面结构性能及加工复合工艺等有关。

    如何制备出适合需要的、高性能、多功能的复合纳米纤维是研究的关键。

    此外,静电纺无机纳米纤维的研究基本处于起始阶段,无机纳米纤维在高温过滤、高效催化、生物组织工程、光电器件、航天器材等多个领域具有潜在的用途,但是,静电纺无机纳米纤维较大的脆性限制了其应用性能和范围,因此,开发具有柔韧性、连续性的无机纤维是一个重要的课题。

责任编辑:许月华

Tel:010-61723967

免责声明:凡注明来源本网的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,欢迎转载,注明出处。非本网作品均来自互联网,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。