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静电纺丝技术原理静电纺丝技术是一种利用静电力将高分子溶液或熔体拉伸成纤维的方法。
它是一种重要的纺织工艺，广泛应用于纺织、医疗、过滤、电子、航空航天等领域。
静电纺丝技术的原理主要包括溶液电荷、喷丝电荷、拉伸电场和纤维成形等几个方面。
首先，溶液电荷。
在静电纺丝过程中，高分子溶液或熔体会通过喷丝孔喷出，形成细流。
在喷丝过程中，由于高分子溶液或熔体中的分子带有电荷，因此会在喷丝过程中受到静电作用，形成电荷分布。
这种电荷分布会影响后续的纺丝过程。
其次，喷丝电荷。
在喷丝过程中，高分子溶液或熔体会受到喷丝电场的影响，导致分子排列成纤维形态。
喷丝电场的作用是通过静电力使溶液或熔体形成细丝，并在喷丝孔周围形成电场分布。
这个电场分布会影响纤维的形成和拉伸。
接着，拉伸电场。
在喷丝后，纤维会经过拉伸过程，形成细长的纤维。
在拉伸过程中，会施加电场来调控纤维的形成和拉伸。
拉伸电场可以通过调节电压、电流和电场分布来控制纤维的直径、长度和形状。
最后，纤维成形。
在经过以上过程后，纤维会逐渐成型并被收集。
成型的纤维可以通过调节喷丝电场、拉伸电场和收集方式来控制纤维的性能和形态。
静电纺丝技术通过以上原理，可以制备出直径在纳米到微米尺度的纤维，具有优异的力学性能和表面性能。
总之，静电纺丝技术是一种重要的纺织工艺，其原理主要包括溶液电荷、喷丝电荷、拉伸电场和纤维成形。
通过这些原理，可以制备出具有优异性能的纳米纤维，广泛应用于纺织、医疗、过滤、电子、航空航天等领域。
静电纺丝技术的发展将为相关领域的技术创新和产业发展提供重要支持。
静电纺丝的基本原理
静电纺丝是利用静电吸附的原理，使溶液中的带电粒子在电场作用下产生定向运动，从而制备纳米纤维材料。
这种技术可以在任意时间、任意空间、任何溶剂中进行。
目前，国内外研究主要集中在聚合物溶液和聚合物纳米纤维膜的制备。
静电纺丝原理
静电纺丝法是一种高效、经济的新型纳米材料制备方法。
目前，国内外在该领域的研究主要集中在以下几个方面：一是静电纺丝装置和工艺的研究，包括喷头、喷丝头、电极、接收装置等；二是不同材料的静电纺丝技术；三是静电纺纳米纤维膜的应用研究，包括纳米纤维膜作为锂电池隔膜和过滤材料等；四是静电纺丝设备与纳米纤维膜的表征方法研究。
静电纺纤维膜制备
1.聚合物溶液
目前，聚合物纳米纤维膜主要有两大类：一类是有机高分子聚合物（如聚苯乙烯、聚丙烯酸、聚乙烯醇等），另一类是无机
高分子聚合物（如氧化锌、氧化锆、氧化钛等）。
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静电纺丝操作说明静电纺丝是一种制备纳米纤维的重要技术，它具有操作相对简单、成本较低、可制备多种材料的纳米纤维等优点，在生物医学、能源、环境保护等领域有着广泛的应用。
以下将为您详细介绍静电纺丝的操作流程及注意事项。
一、实验前准备1、材料准备聚合物溶液：根据所需制备的纳米纤维材料，选择合适的聚合物（如聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚乙烯醇等），并将其溶解在适当的溶剂（如二甲基甲酰胺、二氯甲烷、水等）中，制备成一定浓度的溶液。
收集装置：常用的收集装置有平板、旋转滚筒等，根据实验需求选择合适的收集装置。
注射器及针头：选择合适规格的注射器和针头，针头的内径会影响纺丝液的流速和所制备纳米纤维的直径。
2、设备检查静电纺丝设备：检查高压电源是否正常工作，电压调节是否灵敏；检查注射泵的运行是否平稳，流速控制是否准确。
环境条件：静电纺丝实验通常需要在相对干燥、清洁的环境中进行，以避免空气中的灰尘和水分对实验结果产生影响。
二、实验操作步骤1、安装注射器及针头将配制好的聚合物溶液吸入注射器中，安装好针头，并将注射器固定在注射泵上。
2、连接电源及收集装置将针头与高压电源的正极相连，收集装置与负极相连。
确保连接牢固，避免在实验过程中出现断路或短路的情况。
3、设置实验参数注射速度：根据聚合物溶液的性质和针头的规格，设置合适的注射速度。
一般来说，注射速度在 01 5 mL/h 之间。
电压：电压是影响静电纺丝效果的关键参数之一。
通常，电压在 5 30 kV 之间。
较高的电压可以产生更细的纳米纤维，但过高的电压可能会导致放电现象。
接收距离：接收距离指的是针头与收集装置之间的距离。
一般接收距离在 5 25 cm 之间。
接收距离的大小会影响纳米纤维的沉积形态和直径分布。
4、开启设备先开启注射泵，使聚合物溶液从针头缓慢挤出。
然后开启高压电源，逐渐增加电压，直到观察到稳定的泰勒锥形成，并开始有纳米纤维喷射到收集装置上。
5、实验过程监控在实验过程中，要密切观察纳米纤维的形态和分布情况。
静电纺丝的作用
静电纺丝是一种常见的纺纱工艺，它利用静电力将高分子溶液或熔融状态的聚合物材料拉伸成细丝。
静电纺丝的作用主要有以下几个方面：
1. 制备纳米纤维：静电纺丝可以制备出直径在纳米尺度的超细纤维。
相比传统的纺纱方法，静电纺丝可以得到更细的纤维，具有更大的比表面积和更好的柔软性。
2. 调控纤维形态：通过调节静电纺丝的工艺参数，如溶液浓度、电场强度和拉伸速度等，可以控制纤维的形态和结构。
例如，可以制备出直径均匀的纤维、纤维束、纤维膜等不同形态的纤维材料。
3. 提高纤维性能：静电纺丝可以使纤维具有良好的拉伸性能和力学性能。
由于纤维在纺丝过程中经历了拉伸、定向排列和固化等步骤，使得纤维具有较高的强度和模量，并且可以根据需要调节纤维的性能。
4. 应用广泛：静电纺丝可以制备各种纤维材料，如有机高分子纤维、无机纳米纤维、复合纤维等。
这些纤维材料在医疗、纺织、过滤、电子器件等领域具有广泛的应用前景。
总之，静电纺丝通过利用静电力将高分子溶液或熔融聚合物材料拉伸成细丝，可以制备出纳米级别的超细纤维材料，具有调控性好、性能优异和应用广泛等特点。
静电纺丝技术静电纺丝技术是利用高压静电作用使聚合物溶液或熔体带电并发生形变，在喷头末端处形成悬垂的锥状液滴，当液滴表面静电斥力大于其表面张力时，液滴表面就会喷射出高速飞行的射流，并在较短的时间内经电场力拉伸、溶剂挥发、聚合物固化形成纤维。
所获得的静电纺纤维直径小、比表面积大，同时纤维膜还具有孔径小、孔隙率高、孔道连通性好等优势，在过滤、传感、医疗卫生以及自清洁等领域具有广泛的应用。
1静电纺丝的起源与发展静电纺丝起源于200多年前人们对静电雾化过程的研究。
1745年，Bose通过对毛细管末端的水表面施加高电势，发现其表面将会有微细射流喷出，从而形成高度分散的气溶胶，并得出该现象是由液体表面的机械压力与电场力失衡所引起的。
1882年，Rayleigh指出当带电液滴表面的电荷斥力超过其表面张力时，就会在其表面形成微小的射流，并对该现象进行理论分析总结，得到射流形成的临界条件。
1902年，Cooley与Morton申请了第一个利用电荷对不同挥发性液体进行分散的专利。
随后Zeleny研究了毛细管端口处液体在高压静电作用下的分裂现象，通过观察总结出几种不同的射流形成模型，认为当液滴内压力与外界施加压力相等时，液滴将处于不稳定状态。
基于上述的基础研究，1929年，Hagiwara公开了一种以人造蚕丝胶体溶液为原料，通过高压静电制备人造蚕丝的专利。
1934年，Formhals设计了一种利用静电斥力来生产聚合物纤维的装置并申请了专利，该专利首次详细介绍了聚合物在高压电场作用下形成射流的原因，这被认为是静电纺丝技术制备纤维的开端。
从此，静电纺丝技术成为了一种制备超细纤维的有效可行方法。
1966年，Simons发明了一种生产静电纺纤维的装置，获得了具有不同堆积形态的纤维膜。
20世纪60年代，Taylor在研究电场力诱导液滴分裂的过程中发现，随着电压升高，带电液体会在毛细管末端逐渐形成一个半球形状的悬垂液滴，当液滴表面电荷斥力与聚合物溶液表面张力达到平衡时，带电液滴会变成圆锥形；当电荷斥力超过表面张力时，就会从圆锥形聚合物液滴表面喷射出液体射流。
静电纺丝工作原理
静电纺丝是一种利用静电力将高聚物溶液或熔体拉伸成纤维的方法。
这种技术可以制备出直径非常细的纤维，常用于生产纺织品、滤料、医用敷料等产品。
静电纺丝的工作原理非常简单，但却是一种高效且广泛应用的纺织技术。
静电纺丝需要用到一个装置，通常是一个金属盘或者是一个金属网格。
在装置上方设置有一个喷嘴，喷嘴内装有高聚物溶液或熔体。
当高聚物溶液或熔体通过喷嘴喷出时，会形成一个细长的液柱。
接下来，通过一个高电压电源，将静电场施加到金属盘或金属网格上。
当高聚物液柱在喷出的同时通过静电场，液柱表面会受到静电力的作用，使得液柱表面带有电荷。
由于同性电荷相互排斥，液柱表面的电荷会使得液柱变得非常脆弱，容易发生拉伸。
在经过静电场的作用后，液柱会逐渐被拉伸成细长的纤维。
这些细长的纤维会在空气中自由悬挂，由于静电作用，纤维之间会互相排斥，形成一个均匀的纤维网。
这种纤维网可以收集在一个收集器上，或者通过辊筒进行整理，最终形成纺织品或其他产品。
静电纺丝的工作原理简单而高效，能够制备出直径非常细的纤维，具有很好的拉伸性和强度。
这种技术在纺织工业中得到了广泛应用，可以生产出高品质的纺织品，滤料等产品。
同时，静电纺丝还可以制备出微纳米级别的纤维，被广泛应用于医用敷料、口罩等领域。
总的来说，静电纺丝是一种简单而高效的纺织技术，通过静电力的作用，能够制备出直径非常细的纤维，具有广泛的应用前景。
通过不断的技术创新和改进，静电纺丝技术将会在纺织工业中发挥越来越重要的作用。
1.静电纺丝的定义静电纺丝又称“电纺”, 是一种使带电荷的聚合物溶液或熔体在静电场中射流来制备聚合物超细纤维的加工方法。
在电纺丝过程中,喷射装置中装满了充电的聚合物溶液或熔融液。
在外加电场作用下,受表面张力作用而保持在喷嘴处的高分子液滴,在电场诱导下表面聚集电荷, 受到一个与表面张力方向相反的电场力。
当电场逐渐增强时,喷嘴处的液滴由球状被拉长为锥状,形成所谓的“泰勒锥”，而当电场强度增加至一个临界值时,电场力就会克服液体的表面张力,从“泰勒锥”中喷出。
在高速震荡中,喷射流被迅速拉细,溶剂也迅速挥发,最终形成直径在纳米级的纤维,并以随机的方式散落在收集装置上,形成无纺布。
2.静电纺丝的生物材料领域应用可行性由电纺丝纤维制得的无纺布具有孔隙率高、比表面积大、纤维精细程度与均一性高、长径比大等优点, 这些优点使其具备了现实的和潜在的众多应用价值。
由电纺法制备出的无纺布具有良好的生物相容性和结构相容性,可以在生物医学材料中广泛应用。
通过对材料加工过程的调控,可以实现电纺丝材料在结构、形貌、组分和功能上满足生物医用材料的要求。
3.用于组织工程支架制备的纺丝工艺①溶液浇铸成孔剂滤出法。
该法所用的成孔剂含量低,由于采用溶液浇铸于器皿中,从而导致成孔剂下沉,孔隙分布不均匀以及上下表面形态出现诧异。
②三维层化法。
通过制备多孔膜,然后再通过溶剂把各层粘接起来,从而形成三维的支架。
该法工艺复杂,而且在粘接过程中,粘接部分孔被封闭,从而形成界面,使材料内部形态不均匀。
③熔融加工法。
该法在聚合物的熔点以上,把成孔剂与聚合物共混挤人模具。
冷却得到预定形状的多孔支架。
该法的缺点是在挤出机里,由于熔体与成孔剂的密度相差较大,因而混合难以均匀。
而且部分聚合物,尤其是生物可降解的聚合物在熔融加工时,容易热降解。
④相分离法。
该法采用溶液混合物冷却到溶剂的熔点以下,从而产生相分离。
再通过真空干燥,从而得到多孔支架。
该法的缺点是所得的孔径一般在10μm 以下,而且控制较为困难。
1.静电纺丝的定义静电纺丝又称“电纺”, 是一种使带电荷的聚合物溶液或熔体在静电场中射流来制备聚合物超细纤维的加工方法。
在电纺丝过程中,喷射装置中装满了充电的聚合物溶液或熔融液。
在外加电场作用下,受表面张力作用而保持在喷嘴处的高分子液滴,在电场诱导下表面聚集电荷, 受到一个与表面张力方向相反的电场力。
当电场逐渐增强时,喷嘴处的液滴由球状被拉长为锥状,形成所谓的“泰勒锥”，而当电场强度增加至一个临界值时,电场力就会克服液体的表面张力,从“泰勒锥”中喷出。
在高速震荡中,喷射流被迅速拉细,溶剂也迅速挥发,最终形成直径在纳米级的纤维,并以随机的方式散落在收集装置上,形成无纺布。
2.静电纺丝的生物材料领域应用可行性由电纺丝纤维制得的无纺布具有孔隙率高、比表面积大、纤维精细程度与均一性高、长径比大等优点, 这些优点使其具备了现实的和潜在的众多应用价值。
由电纺法制备出的无纺布具有良好的生物相容性和结构相容性,可以在生物医学材料中广泛应用。
通过对材料加工过程的调控,可以实现电纺丝材料在结构、形貌、组分和功能上满足生物医用材料的要求。
3.用于组织工程支架制备的纺丝工艺①溶液浇铸成孔剂滤出法。
该法所用的成孔剂含量低,由于采用溶液浇铸于器皿中,从而导致成孔剂下沉,孔隙分布不均匀以及上下表面形态出现诧异。
②三维层化法。
通过制备多孔膜,然后再通过溶剂把各层粘接起来,从而形成三维的支架。
该法工艺复杂,而且在粘接过程中,粘接部分孔被封闭,从而形成界面,使材料内部形态不均匀。
③熔融加工法。
该法在聚合物的熔点以上,把成孔剂与聚合物共混挤人模具。
冷却得到预定形状的多孔支架。
该法的缺点是在挤出机里,由于熔体与成孔剂的密度相差较大,因而混合难以均匀。
而且部分聚合物,尤其是生物可降解的聚合物在熔融加工时,容易热降解。
④相分离法。
该法采用溶液混合物冷却到溶剂的熔点以下,从而产生相分离。
再通过真空干燥,从而得到多孔支架。
该法的缺点是所得的孔径一般在10μm 以下,而且控制较为困难。
静电纺丝，电极材料
静电纺丝是一种利用静电力将高分子溶液或熔融聚合物纺成纤维的技术。
电极材料在静电纺丝过程中起着关键作用，它们能够产生静电场并将电荷传递给高分子溶液或熔融聚合物。
在静电纺丝过程中，电极材料被放置在纺丝装置的两侧。
通常使用的电极材料有金属材料和导电聚合物材料。
金属材料如不锈钢、铝和铜具有良好的导电性能，能够产生强大的静电场。
导电聚合物材料如聚苯胺和聚丙烯酰胺具有优异的导电性能和柔韧性，能够有效地传递电荷。
在静电纺丝过程中，电极材料的形状和结构也会对纤维的形成和性能产生影响。
通常使用的电极形状有平板状、圆柱状和网状等。
平板状电极适用于制备平面或膜状纤维，圆柱状电极适用于制备中空纤维，而网状电极则适用于制备纳米纤维。
除了电极材料和形状，静电纺丝过程中的其他因素也会对纤维的形成和性能产生影响。
例如，高分子溶液或熔融聚合物的浓度、流速和电场强度都会影响纤维的直径和形态。
此外，环境湿度和温度也会对纤维的形成和性能产生影响。
静电纺丝技术具有广泛的应用前景。
通过调控电极材料和工艺参数，可以制备出具有不同性能的纤维，如高强度纤维、导电纤维和生物可降解纤维等。
这些纤维在纺织、医药、能源和环境等领域具有重
要的应用价值。
静电纺丝是一种利用静电力将高分子溶液或熔融聚合物纺成纤维的技术。
电极材料在静电纺丝过程中起着关键作用，通过产生静电场并将电荷传递给高分子溶液或熔融聚合物。
电极材料的选择、形状和结构以及其他工艺参数都会对纤维的形成和性能产生影响。
静电纺丝技术具有广泛的应用前景，为纺织、医药、能源和环境等领域带来了新的发展机遇。
静电纺丝法引言静电纺丝法是一种常用的纺丝技术，通过利用静电相互作用将高分子溶液纺丝成纤维。
由于其制备工艺简单、能够制备出细纤维且具有较好的物理性能，因此在纺织、材料科学等领域得到了广泛的应用。
原理静电纺丝法的主要原理是利用静电相互作用将高分子溶液或熔融物纺丝成纤维。
其过程可以分为三个阶段：1. 液滴形成阶段高分子溶液通过喷嘴喷出后，由于表面张力的作用会形成液滴。
液滴的大小和形状可以通过控制喷嘴直径和溶液流量来调节。
2. 液滴伸长阶段在液滴形成后，作用于液滴表面的静电力会使得液滴开始伸长。
静电力与表面电荷的分布有关，通常通过在液滴处加高电压来调节。
3. 纤维凝固阶段在液滴伸长过程中，由于溶剂的挥发或者高分子的凝固，获取稳定的纤维。
这可以通过调节溶液的成分和环境条件来实现。
工艺参数的调节在静电纺丝过程中，有许多工艺参数可以调节，以获得所需的纤维性能和形态。
1. 电压电压是影响纤维形貌和尺寸的重要参数。
通常，随着电压的增加，纤维的直径会减小。
但是过高的电压可能会引起喷嘴堵塞或纤维断裂。
2. 喷嘴与收集器之间的距离喷嘴与收集器之间的距离也会影响纤维的形貌和尺寸。
一般来说，距离增加会导致纤维变细，但同时也会增加纤维的飘动和断裂的风险。
3. 溶液浓度和流量溶液浓度和流量的变化会影响纤维的形态。
浓度过高会导致纤维变粗，而过低则会导致纤维断裂。
4. 环境条件环境条件，如湿度和温度也会对纤维形态产生影响。
例如，较高的湿度会使纤维形成过程中的溶剂挥发速度减慢，而较低的湿度则相反。
应用领域静电纺丝法在纺织工业、材料科学和生物医学等领域得到了广泛应用。
1. 纺织工业静电纺丝法可以制备出细纤维，这些纤维具有较大的比表面积和良好的透气性，因此在纺织品中可以用于制备高性能过滤材料、细纤维布料等。
2. 材料科学静电纺丝法可以制备出纳米级的纤维膜。
这种膜具有良好的孔隙结构和表面活性，被广泛应用于电池、传感器、分离膜等领域。
3. 生物医学静电纺丝法可以制备出生物可吸收的纤维，这对于组织工程和药物缓释有重要意义。
静电纺丝技术的应用及其发展前景材料成型09-3 陈桂宏 14095543“静电纺丝”一词来源于“electrospinning”或更早一些的“electrostaticspinning”,国内一般简称为“静电纺”、“电纺”等等。
早在上世纪30年代就有人在电纺技术上申请了一系列的专利，是人们早已知晓的一项技术。
1934年，Formalas发明了用静电力制备聚合物纤维的实验装置并申请了专利，其专利公布了聚合物溶液如何在电极间形成射流，这是首次详细描述利用高压静电来制备纤维装置的专利，被公认为是静电纺丝技术制备纤维的开端。
但是，由于静电纺丝的可生产性较低，并没有引起人们的注意，直到近十年，由纳米技术的迅速发展，静电纺丝才再次引起世界各国研究学者的关注，并逐渐成为世界上用得到的最普遍生产纳米纤维的方法。
通过静电纺丝技术制备纳米纤维材料是近十几年来世界材料科学技术领域的最重要的学术与技术活动之一。
静电纺丝以其制造装置简单、纺丝成本低廉、可纺物质种类繁多、工艺可控等优点，已成为有效制备纳米纤维材料的主要途径之一。
图 1 静电纺丝装置图1 静电纺丝技术原理及影响因素静电纺丝的基本原理是:聚合物溶液或熔体在高压静电的作用下,会在喷丝口处形成 Taylor锥,当电场强度达到一个临界值时,电场力就能克服液体的表面张力, 在喷丝口处形成一股带电的喷射流。
喷射过程中, 由于喷射流的表面积急速增大, 溶剂挥发, 纤维固化并无序状排列于收集装置上 ,从而得到我们需要的纳米纤维, 其装置图如图 1 所示。
电纺技术制备的纤维直径可以在数十纳米到数百纳米之间。
到目前为止, 已经报道有大约 100种聚合物利用静电纺丝技术制备出超细纳米纤维。
静电纺丝法的许多工艺参数相互密切联系,决定了纤维的直径大小和纤维的均匀性等性质。
影响静电纺丝过程的因素主要有两个方面, 一是溶液的性质,包括溶液粘度, 表面张力等; 二是电纺设备参数, 如外加电压, 收集装置之间的距离等。
除此之外还有温度、湿度等一些环境参数的影响。
影响电纺丝纤维形态的因素（1）聚合物及其性质一般情况下，用于电纺丝的材料都应是具有线性分子结构的聚合物，同时还应有符合成丝要求的分子量。
纤维直径会随着分子量的增加而变大。
目前电纺丝制备过程中主要使用溶液纺丝法，这种方法要求将聚合物溶解在合适的溶剂里。
溶剂的沸点对纺丝过程有很大的影响，溶剂挥发太快则会使喷丝口堵塞，阻碍纺丝的进行，也会使纤维很快干燥得不到完全劈裂细化，纤维直径很大；若挥发得太慢，则会使纤维在收集板上互相粘连在一起，甚至生成的纳米纤维会被重新溶解掉。
同时溶剂的不同还会影响溶液的黏度、电导率等其它参数，以至于对纤维的形态产生影响。
静电纺丝溶液的黏度、表面张力、聚合物电荷密度等均会影响纤维的形态。
研究表明珠状体（Beads）的出现与溶液黏度，表面张力和纤维束所带电荷密度有直接的关系。
黏度较高则容易形成光滑的连续纤维，但是纤维直径较大；表面张力较大则容易出现 Beads；增加电荷密度则不仅可以减少Beads的出现，还能使纤维更细。
通常情况下，溶液的黏度受溶液浓度的影响最大，它会随浓度的增加而增大。
当溶液浓度增加时，纳米纤维直径的分布有明显不同，如聚氧乙烯（PEO）/H2O 体系的静电纺丝，当浓度较低时，所得纤维的尺寸分布曲线为单峰，而高浓度则为双峰。
直径更小的附加峰的出现说明更高浓度的细流再次分裂的频率更高。
表面张力则更多地取决于高分子本身和使用溶剂的性质。
例如当用乙醇/水（质量比 6∶4）混合溶剂代替纯水来溶解 PEO 时，3%（质量分数）溶液的表面张力值从 75.8 mN/m 降低至 50.5 mN/m。
当溶液的黏度较低时，则出现静电喷涂的现象，典型的黏度值是1 mPa·s，例如打印机墨水这些水基染料溶液或悬浮液的黏度都是这一数量级；当流体黏度提高几个数量级后，典型的黏度范围为 0.1～20 Pa·s。
由于黏度使静电射流的流体动力学稳定性提高，射流不会分解为液滴，从而形成纳米纤维。
电荷密度则与所加电压和溶液的电导率有关，例如把 NaCl 添加到 PEO 水溶液中可以大大增加电纺丝纤维束所带的电荷。
纺丝条件1. 电压研究表明，当电压达到一定的临界值，悬在喷丝口的液滴便形成 49.3的圆锥，进一步加大电压，才会形成纤维。
由此可见，施加电压是生成纤维的前提条件。
一般说来，随着电压增大，高分子电纺液的射流有更大的表面电荷密度，因而有更大的静电斥力。
同时，更高的电场强度使射流获得更大的加速度。
这两个因素均能引起射流及形成的纤维有更大的拉伸应力，导致更高的拉伸应变速率，有利于制得更细的纤维。
2. 电极间距喷嘴和收集板间距离（即电极间距）与纺丝最低电压的关系很大，电极间距加大，则需要加一个较大的电压才能得到纤维；电极间距减小，则需要较低的电压。
同时，电极间距的大小还影响到纤维束的干燥和劈裂细化，距离太短，溶剂得不到充分挥发就会粘连在一起，挥发不完全也会引起纤维直径的变大。
3.液体流速通常进料速率由进料泵（或喷头倾角）来控制，太慢则纺丝速度低，太快则使纤维束得不到充分拉伸，纤维的直径也就变大，更有甚者以大块液滴的形式落到接收板上。
4.环境因素温度、湿度和空气流速直接影响着溶剂的挥发干燥程度。
干燥太快，会使液体粘在喷丝口，阻碍纺丝进行，纤维的直径也会变大。
对纤维取向的研究表明，空气的流动还会影响纤维的定向，因此需要设置特殊的纺丝室。
2 静电纺丝制备纳米纤维的用途静电纺丝技术现状通过静电纺丝技术制备纳米纤维材料是近十几年来世界材料科学技术领域的最重要的学术与技术活动之一。
静电纺丝并以其制造装置简单、纺丝成本低廉、可纺物质种类繁多、工艺可控等优点，已成为有效制备纳米纤维材料的主要途径之一。
静电纺丝技术已经制备了种类丰富的纳米纤维，包括有机、有机/无机复合和无机纳米纤维。
然而，利用静电纺丝技术制备纳米纤维还面临一些需要解决的问题。
首先，在制备有机纳米纤维方面，用于静电纺丝的天然高分子品种还十分有限，对所得产品结构和性能的研究不够完善，最终产品的应用大都只处于实验阶段，尤其是这些产品的产业化生产还存在较大的问题。
其次，静电纺有机/无机复合纳米纤维的性能不仅与纳米粒子的结构有关，还与纳米粒子的聚集方式和协同性能、聚合物基体的结构性能、粒子与基体的界面结构性能及加工复合工艺等有关。
如何制备出适合需要的、高性能、多功能的复合纳米纤维是研究的关键。
此外，静电纺无机纳米纤维的研究基本处于起始阶段，无机纳米纤维在高温过滤、高效催化、生物组织工程、光电器件、航天器材等多个领域具有潜在的用途，但是，静电纺无机纳米纤维较大的脆性限制了其应用性能和范围，因此，开发具有柔韧性、连续性的无机纤维是一个重要的课题。
纳米纤维直径小,比表面积大, 应用于各个领域且能发挥要作用。
而静电纺丝制备的纳米纤维较其他方法制备的纳米纤维具有独一无二的特征, 比如电纺制得的纳米丝可以很长,纤维直径可以更小,比表面积更大等。
随着纳米技术的发展，静电纺丝作为一种简便有效的可生产纳米纤维的新型加工技术，将在生物医用材料、过滤及防护、催化、能源、光电、食品工程、化妆品等领域发挥巨大作用。
①在生物医学领域，纳米纤维的直径小于细胞，可以模拟天然的细胞外基质的结构和生物功能；人的大多数组织、器官在形式和结构上与纳米纤维类似，这为纳米纤维用于组织和器官的修复提供了可能；一些电纺原料具有很好的生物相容性及可降解性，可作为载体进入人体，并容易被吸收；加之静电纺纳米纤维还有大的比表面积、孔隙率等优良特性，因此，其在生物医学领域引起了研究者的持续关注，并已在药物控释、创伤修复、生物组织工程等方面得到了很好的应用。
②纤维过滤材料的过滤效率会随着纤维直径的降低而提高，因而，降低纤维直径成为提高纤维滤材过滤性能的一种有效方法。
静电纺纤维除直径小之外，还具有孔径小、孔隙率高、纤维均一性好等优点，使其在气体过滤、液体过滤及个体防护等领域表现出巨大的应用潜力。
③静电纺纤维能够有效调控纤维的精细结构，结合低表面能的物质，可获得具有超疏水性能的材料，并有望应用于船舶的外壳、输油管道的内壁、高层玻璃、汽车玻璃等。
但是静电纺纤维材料若要实现在上述自清洁领域的应用，必须提高其强力、耐磨性以及纤维膜材料与基体材料的结合牢度等。
④具有纳米结构的催化剂颗粒容易团聚，从而影响其分散性和利用率，因此静电纺纤维材料可作为模板而起到均匀分散作用，同时也可发挥聚合物载体的柔韧性和易操作性，还可以利用催化材料和聚合物微纳米尺寸的表面复合产生较强的协同效应，提高催化效能。
⑤静电纺纳米纤维具有较高的比表面积和孔隙率，可增大传感材料与被检测物的作用区域，有望大幅度提高传感器性能。
此外，静电纺纳米纤维还可用于能源、光电、食品工程等领域。
2. 1 生物医药功能材料静电纺丝制得的纳米纤维由于具有非常好的生物相容性和结构相容性，已经在组织工程支架、创伤修复、药物释放控制等方面得到了广泛应用。
至今, 有上百篇的文章已经发表描述了用静电纺丝纳米纤维缠结成组织支架。
例如, 胶原蛋白是细胞外部母体的主要成分, 它拥有纤维结构包含了 50 ~ 5 00 nm 不等的纳米束。
为了寻找一种合适的支架材料,而理想的支架特征应该同细胞外部母体的物理化学特征和生物特征类似, 许多学者在这方面做了很多研究。
最后发现在形态学上, 静电纺丝纳米纤维缠结同人体天生的细胞外部母体相似, 因此该纳米纤维可用来应用于细胞培养和组织工程的支架材料。
静电纺丝技术使生产复杂的、免缝合的三维纳米纤维支架成为可能, 在该支架内不同类型的细胞生长增殖可以形成人造组织。
Ribold iStefani等人用静电纺丝法制备出可降解的聚酯型聚氨酯纳米纤维, 该纤维可用在骨骼的肌肉组织工程支架, 发现无毒性残留,力学性能较好, 且细胞的培养结果表明, 组织细胞可以很好地粘附于静电纺丝支架上, 并进行细胞分裂增殖,说明其生物相容性很好。
一项对外伤恢复情况的研究测试显示: 相对于普通的棉纱布, 使用电纺胶原蛋白纳米纤维膜会使伤口在早期恢复的更快。
进行人体腹部手术时,组织粘连不仅阻碍了后续手术的进行,而且可能引起如小肠阻塞, 女子不孕症等并发症, 因此它一直是备受医学界关注的一个难题。
实践证明, 在静电纺丝纳米纤维膜上添加有机抗菌剂能够起到阻碍组织粘连的作用, 从而促进伤口愈合。
2.2 过滤材料为了去除空气或液体中的杂质, 过滤器广泛用于家庭和工业中。
环境保护中, 过滤器用于过滤空气或水中的污染物。
军用中, 口罩过滤器可用来过滤空气中的灰尘, 细菌甚至病毒。
而静电纺丝制得的纳米纤维应用于制作过滤材料已有一段很长的历史了。
压降一定的条件下，与传统过滤纤维相比，静电纺丝法制得的纳米纤维对细小的颗粒有更好的吸附作用。
