CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 硕士生课程论文题目静电纺丝法简介学生姓名张辉华学号133511018 指导教师秦毅红学院冶金与环境学院专业冶金工程完成时间2014.5.27 2 静电纺丝法简介摘要 ：静电纺丝法是聚合物溶液或熔体在静电作用下进行喷射拉伸而获得纳米级纤维的纺丝， 作为一种新颖的纳米纤维制备方法，具有许多一般纳米纤维制备法没有的优点， 在国内外一直引起广泛的关注。 本文主要是介绍了静电纺丝的基本原理以及研究重点，同时简要地介绍了此方法在电池材料一起其他材料上的应用。前言静电纺丝就是高分子流体静电雾化的特殊形式，此时雾化分裂出的物质不是微小液滴，而是聚合物微小射流，可以运行相当长的距离，最终固化成纤维。静电纺丝技术在 1934 年首先由Formhals[1]提出 , 随后的相当长一段时间又有多项专利出现。 近年来， 随着纳米材料研究的兴起， 人们发现由电纺制得的纤维的直径可以达到纳米级，使得这种技术重新受到重视并出现了大量的文献[2]。目前, 主要是从事材料、化工和高分子领域的科学家在研究静电纺丝。1 静电纺丝实验装置与基本原理1.1 电纺过程所需设备高压电源， 溶液储存装置， 喷射装置 ( 如内径 1 mm 的毛细管 ) 和收集装置 ( 如金属平板、铝箔等 ) 。图 1 为传统的单纺装置。图 1 经典的静电纺丝装置示意图3 高压静电场 (一般在几千到几万伏 ) 在毛细喷丝头和接地极间瞬时产生一个电位差，使毛细管内聚合物溶液或者熔融体(一般为非牛顿流体 ) 克服自身的表面张力和粘弹性力， 在喷丝头末断呈现半球状的液滴。随着电场强度增加， 液滴被拉成圆锥状即Taylor 锥。当电场强度超过一临界值后，将克服液滴的表面张力形成射流 (一般流速数m/s)，在电场中进一步加速，直径减小，拉伸成一直线至一定距离后弯曲， 进而循环或者循螺旋形路径行走，伴随溶剂挥发或熔融体冷却固化，终落在收集板上形成纤维，直径一般在几十纳米到几微米之间。除去传统的单纺丝还有其他的一些纺丝方式，如同轴静电纺丝， 共轴复合纺丝就是将两种不同聚合物溶液预先不经混合, 而是各自在电场力的驱动下共轴喷射经过同一个毛细管或注射器针头出口，得到连续的复合纤维的方法， 该纤维具有核 -壳结构。共轴复合纺丝设备如图2(a)所示，核-壳结构纤维如图 2(b)所示。图 2 同轴纺丝和复合纤维形貌同轴纺丝能直接接一步制备复合微/纳米线，可以制备医用复合纳米线、空心纳米管，这种方法制备出来的...
