同軸靜電紡絲泰勒錐形成機理與實驗研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著納米科技的興起,納米材料在過濾、生物醫(yī)學、傳感和納米電子儀器等領域已展現(xiàn)出獨特性能?;陟o電紡絲法得到的納米纖維具有直徑小、比表面積大、制備簡單、成本低廉以及工藝可控等優(yōu)點,已成為研究熱點。目前來說,如何制備需要的高性能、多功能的復合納米纖維是所研究的關鍵。同軸靜電紡絲法是在靜電紡絲的基礎上改進裝置發(fā)展而來,它的出現(xiàn)彌補了普通靜電紡絲法在制備某些無電紡性材料或異常結(jié)構(gòu)纖維時所存在的缺陷,具有一步成型的優(yōu)點。
  本文以復合泰勒

2、錐形貌為主線,主要從以下幾個部分進行闡述:
  首先,同軸靜電紡絲是內(nèi)、外層兩種溶液的共同作用,在電紡復合結(jié)構(gòu)纖維時,不同性質(zhì)的材料相匯聚,因此同軸電紡受參數(shù)變化影響較為敏感。分析了噴射流體粘度、相混溶性、界面張力、溶劑揮發(fā)性等溶液參數(shù),以及流速、濃度等工藝參數(shù)對電紡成絲性的影響作用機理。
  其次,基于納米靜電紡絲過程中穩(wěn)態(tài)射流的動量、質(zhì)量和電荷守恒機理,建立了復合泰勒錐形貌模型,得出了泰勒錐體軸向尺寸與錐體半徑之間的關系

3、為~R=(β·~z+1)-1/2,為研究復合泰勒錐體形貌以及穩(wěn)定紡絲過程奠定了模型基礎;同時內(nèi)層使用3wt%的殼聚糖溶液和外層8wt%PEO溶液進行實驗,分別分析了泰勒錐體在亞臨界、臨界以及超臨界電壓作用下的拉伸變化情況。
  然后,研究紡絲噴嘴處復合泰勒錐形貌的變化情況,搭建了基于CCD的可視化靜電紡絲平臺,該平臺主要包括高壓直流電源、注射泵、紡絲頭、CCD以及控制裝置;傳統(tǒng)靜電紡絲平臺只能利用滾筒或平板接收器電紡出納米纖維膜,

4、而在本課題平臺中提出了倒錐形鎖緊旋轉(zhuǎn)夾持機構(gòu),實現(xiàn)在柔性醫(yī)用球囊表面直接紡絲。利用該平臺可較為方便的觀察復合泰勒錐體以及噴射流的實時變化情況。
  最后,研究復合泰勒錐形成過程的變化規(guī)律,利用所搭建實驗平臺進行了一系列對比實驗。通過觀察復合泰勒錐形成過程,得出PAN/PLGA溶液和殼聚糖/PEO溶液能夠較為合適進行電紡;同時使用CCD拍攝泰勒錐體形貌圖,通過MarkMan軟件獲得了泰勒錐體輪廓點像素值,得到泰勒錐形成的變化曲線。通

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