熔体静电纺丝影响因素的实验和模拟研究
目前,关于静电纺丝的研究大部分都集中在溶液静电纺丝方向,由于熔体静电纺丝装置的复杂性以及纺制纤维的直径较粗等因为,一直以来,对熔体静电纺丝的研究较少。虽然,溶液静电纺丝能够纺制出比较细的纤维,但是纺丝过程中,溶剂的使用使它出现了一系列问题；本课题所研究的熔体静电纺丝方法,是一种比溶液静电纺丝方法更经济、更环保、更安全的制备超细纤维的方法,因而,比溶液静电纺丝有更宽广的发展空间。目前,影响熔体静电纺丝的因素国内外都有研究,这些因素与纺丝设备和条件有密切关系。为了进一步减小静电纺丝纤维直径并提高纺丝效率,针对本课题组的纺丝设备,本论文深入研究了温度、纺丝距离、电场形式等对熔体静电纺丝的影响。
本文在原有设备基础上设计制造了新型静电纺丝装置,并且系统研究了静电纺丝中各因素对纺丝纤维直径的影响,并对几种高粘度物料进行了实验,成功制得了少量的纳米级纤维。静电纺丝工作电场的分布形式,难以直接测量,并且其对纺丝纤维的质量有着非常大的影响,本文使用ANSYS软件对静电纺丝工作电场进行了模拟,并通过后续实验进行了结果的验证。此外,本文还进行了静电纺丝装置的改进,设计了适用于高粘度物料且减缓降解的纺丝喷头,通过实验验证其在纺制高粘度物料时,具有非常突出的优越性；并且,设计制造了一种与传统纺丝设备完全不同纺丝纤维排列具有一定宽度的一字架喷头,并进行了实验研究。
熔体静电纺丝;纳米纤维;平行电场;ANSYS软件;模拟实验;喷头设计
北京化工大学
硕士
机械设计及理论
杨卫民
2011
中文
TQ340.649
79
2011-08-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）