螺桿電極多射流靜電紡絲實驗研究.pdf

1、電紡納米纖維在過濾材料、傳感器、生物醫(yī)療、能量存儲等領(lǐng)域都有著極其廣闊的應(yīng)用前景，而批量制備納米纖維是其從實驗室走向市場的關(guān)鍵。本文中提出一種基于螺桿電極的多射流靜電紡絲裝置，研究了多射流噴射調(diào)控規(guī)律，開發(fā)了帶自清潔功能的儲液滑塊以實現(xiàn)紡絲溶液的持續(xù)、均勻供給，實現(xiàn)了納米纖維的批量化穩(wěn)定噴射。
　　通過ANSYS仿真分析了螺桿電極表面電場分布，完成帶螺桿電極多射流靜電紡絲平臺機械結(jié)構(gòu)與電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā);利用螺桿帶動儲液滑塊往

2、復運動，實現(xiàn)紡絲溶液的均勻涂布與持續(xù)供液;螺桿上螺牙增強了局部電場促進了射流的穩(wěn)定噴射，保證多射流的持續(xù)電紡，提高納米纖維產(chǎn)量;20min內(nèi)螺桿電極靜電紡絲納米纖維最高產(chǎn)量達2.8232g，是傳統(tǒng)單噴頭靜電紡絲產(chǎn)量的400倍左右。
　　基于運動學理論，分析射流噴射模式和噴射行為，明確螺桿電極轉(zhuǎn)速、半徑與射流偏離豎直方向角度的關(guān)系，結(jié)果表明減小螺桿電極轉(zhuǎn)速和半徑有利于提高射流噴射的穩(wěn)定性;射流啟動電壓隨著溶液濃度、紡絲距離的增大而增

3、大，隨著螺桿轉(zhuǎn)速、供液速度的增大而減小;納米纖維直徑隨著紡絲電壓、溶液濃度、供液速度的增大而增大，隨著紡絲距離、螺桿轉(zhuǎn)速的增大而減小;納米纖維產(chǎn)量隨著紡絲電壓、供液速度的增大而增大，隨著紡絲距離、溶液濃度的增大而減小，為批量納米纖維噴射控制提供實驗基礎(chǔ);儲液滑塊沿螺桿往復運動，有利于增強納米纖維在收集板上分布的均勻性，收集板上納米纖維分布的重量誤差率在2.17％-17.34％。
　　建立螺桿電極多射流紡絲電液耦合數(shù)學模型，分析各工