溶液黏度对静电纺丝纤维形象影响

2021-02-26

溶液黏度对决定静电纺丝纤维的尺寸和形貌有重要作用。目前已经发现,在溶液黏度非常低的情况下,表面张力是主要控制因素,是得不到连续纤维的,因此只有微珠和串珠纤维结构形成。

当溶液浓度高于一个临界值后,因分子链之间的缠结程度增加,溶液张力松弛的时间比较长,缠结的高分子线团在电场力作用下,被牵伸取向而在微珠间形成纤维结构,抑制了静电纺丝过程中溶液射流的断裂,由此可得到连续结构,并在一定黏度范围内,随着溶液黏度的升高,串珠形状逐渐从球星变成纺锤形,使得到的纤维逐渐均匀,但直径增加。

在低粘度情况下,所获得的静电纺丝纤维直径小是因为聚合物链段的运动能力较强,在电场力作用下更容易被牵伸,随着聚合物含量的提高,由于高分子链段的运动受限,虽然这会使射流的稳定性得到提高,但溶液的高粘度抑制了纤维的牵伸细化,从而造成纤维直径变大,纤维直径分布也变宽,且随着溶液黏度的增加,需要逐步提高电压才能实现静电纺丝。

如果溶液黏度进一步提高,则又会很难得到连续的纤维,因为高粘度溶液很难从喷丝口喷出形成连续的射流。研究表明,存在于聚合物相关的适合于静电纺丝的最佳黏度范围。


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