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静电纺丝技术的原理及应用前景随着时代的发展，科技的不断进步，纺织工业也不断得到新的提升，其中静电纺丝技术是近年来突破性的技术之一。
静电纺丝是一种新型的材料制备方法，这种方法可以制备出极细的纤维，具有应用前景广阔。
一、静电纺丝技术的原理静电纺丝是指通过高压电场将高分子材料纤维化的一种方法，其原理是利用电场的力量将聚合物液滴从尖端拉伸，喷到距离高压电极的距离处，同时在喷雾丝所在的电场下强制拉伸成纤维形状。
这种方法可以制备出直径从几纳米到几微米的纳米级纤维。
在静电纺丝技术中，原料物质首先通过溶液的形式送入静电纺丝装置中。
将溶液注入静电喷射电极中，当喷出的溶液滴遇到高压静电场时，液滴表面产生了电荷，由于同性相斥，液滴表面会产生一种电势差，从而导致溶液滴的形成变成了锥状，直至其顶端形成了一个纤维化的喷嘴。
当荷电的液滴通过电场的作用被拉伸时，产生了“喷点”对应的“收点”，在喷点到收点之间产生了电张力，从而拉伸液滴，形成如丝质般的超细纤维。
二、静电纺丝技术的应用前景1. 医疗卫生领域静电纺丝技术在医疗卫生领域的广泛应用。
由于其制备的纤维可模拟自然生物纤维的结构，因而制得产品具有很好的生物有效性，可以用作人工血管、人工血小板、人工心脏瓣膜、骨结构支架等等。
也可以制备用于防疫物资、医疗包装、医用敷贴等等。
2. 纺织领域静电纺丝技术在纺织领域是一种绿色技术。
传统的纺织产品采用有机溶剂、洗涤液等，会产生大量的有害气体和废液，造成严重的环境问题，而静电纺丝可以在无需溶剂的情况下将纤维化，不会污染环境，符合绿色可持续发展的理念。
由于其优秀的性能，静电纺丝技术的应用在穿戴、防守装备、运动装备等方面具有广阔的前景。
3. 能源领域静电纺丝技术可以制备高性能的锂离子电池、超级电容器等能源材料。
新型锂电池具有高比能量、长循环寿命、快速充放电等特点，已经成为电动汽车、移动设备等新型电源的首选。
静电纺丝技术可以制备纳米级、微米级的无序三维材料结构,极大提高了锂离子电池和超级电容器电极的电荷传递速率。
静电纺丝技术研究及纳米纤维的应用前景引言：术语“电纺”来源于“静电纺丝”。
虽然电纺这一术语是20世纪90年代才开始使用，但是其基本思想可以追述到60年前。
1934一1944年间，FomalaS[1]申请了一系列的专利，发明了用静电场力来制备聚合物纤维的实验装置。
1952年，vonnegut和NeubauerI53)发明了电场离子化技术，得到了粒径(0.lmm)均匀、带电程度高的线流。
1955年，Drozin进行了不同液体在高电压下，形成气溶胶的研究。
1966年，Simons发明了一种装置，用静电场纺丝法制备出了很轻超薄的无纺织物，他在研究中发现，低浓度溶液纺出的纤维较短且细;高浓度溶液纺出的纤维长且连续[2]。
1971年，Baumgarten采用静电纺丝法制备出了直径在0.05u m一1.1um的丙烯酸纤维。
自从80年代，特别是近些年，由于纳米技术的兴起，使得静电纺丝技术再度引起了纳米材料研究人员的高度关注。
采用静电纺丝技术可以很容易的制备出直径在几百微米到几百纳米甚至几十纳米的高质量纤维。
目前为止，己经有近上百种高分子采用静电纺丝技术被纺成纳/微米纤维。
这些纳/微米纤维有些己经广泛应用于纳米复合材料、传感器、薄膜制造、过滤装置，以及生物医用材料的加工和制造上。
本文立足于静电纺丝技术的研究现状，分别从材料的化学组成、纤维的分布方式和特殊结构形态三个方面进行了阐述。
同时，概括并展望了纳米纤维的应用领域与前景。
1静电纺丝的基本原理在电纺丝过程中，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”(Taylorcone)[3-6]。
而当电场强度增加至一个临界值时，电场力就会液体的表面张力，从“泰勒锥”中喷出。
喷射流在高电场的作用下发生震荡而不稳，产生频率极高的不规则性螺旋运动。
静电纺丝技术制备聚合物纳米纤维膜的研究聚合物纳米纤维膜是一种新型的材料，由于其具有优异的物理和化学性质而受到越来越多的关注。
目前，研究人员开展了大量的工作，以开发制备这种材料的新方法。
静电纺丝技术是一种被广泛应用于聚合物纳米纤维膜制备的方法。
该方法以高压静电场为驱动力，通过将聚合物分子从液态转变为固态，从而制备具有纳米级尺度的聚合物纤维。
本文将介绍静电纺丝技术制备聚合物纳米纤维膜的原理、优点以及应用。
一、静电纺丝技术的原理静电纺丝技术是指将含有聚合物溶液的“滴”，通过高压静电场的作用，使溶液从液态转变为纳米级尺度的聚合物纤维的过程。
该技术涉及两个相反的过程：传输和荷电。
在传输过程中，溶液从喷嘴中被喷出，形成溶液“滴”，然后通过高压静电场的作用，这些滴获得了荷电，移动到地面或由电极吸附。
在荷电过程中，因为这些荷电粒子被静电力所吸引，所以它们沿着高压电极向下运动。
当这些荷电粒子接近到一定距离，它们之间的静电引力就足以克服表面张力，形成纳米级尺度的聚合物纤维。
二、静电纺丝技术的优点制备聚合物纳米纤维膜的传统方法包括溶液浸渍、熔融拉伸等技术，但这些方法都存在着一些局限性，如工艺复杂、成本高等。
相比之下，静电纺丝技术具有如下优点：1.高效性：该技术可在较短时间内制备大量的纳米级聚合物纤维，并可实现连续性生产。
2.灵活性：静电纺丝技术可以制备出不同形态、大小和形状的聚合物纳米纤维。
3.高质量：该技术制备的聚合物纳米纤维具有高度纯度、尺寸一致性好和结构紧密等特点，使其应用广泛。
三、聚合物纳米纤维膜的应用聚合物纳米纤维膜由于其纳米级尺度的尺寸和优良的物理化学性质，在多个领域中都有着广泛的应用。
下面简要介绍其主要应用领域。
1.过滤和分离领域：聚合物纳米纤维膜由于其纤维间距非常小，同样尺寸的纳米级颗粒、蛋白质等大分子物质可以被过滤掉，这使其在液体过滤和气体过滤领域有广泛的应用。
2.生物医学领域：在不同细胞之间建造三维聚合物纳米纤维膜支架，使得细胞能够依附并形成新的组织，有利于修复受损的组织和器官。
静电纺丝法制备高效空气过滤材料的研究进展刘朝军;刘俊杰;丁伊可;张建青;黄禄英【摘要】为更好地通过静电纺丝技术制备高效空气过滤材料,促进静电纺丝纳米纤维膜在高效空气过滤领域的产业化应用,全面综述了近年来国内外关于静电纺丝技术制备高效低阻和功能型高效空气过滤材料的最新研究成果.对具有球状、纳米蛛网结构的三维立体高效低阻滤材、驻极体增强高效低阻滤材,以及具有耐高温、抗菌和可降解特性的功能型滤材进行了重点介绍,并回顾了其研究进展,分析和讨论了现有研究中存在的问题和不足.认为静电纺丝纳米纤维膜具有生产工艺简单高效、结构可控、分离精度高、适用性广泛等显著优势,在高效空气过滤领域的发展和应用前景十分广阔.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2019(040)006【总页数】9页(P133-141)【关键词】静电纺丝;空气过滤;纳米纤维;高效过滤材料【作者】刘朝军;刘俊杰;丁伊可;张建青;黄禄英【作者单位】室内空气环境质量控制天津市重点实验室,天津 300072;浙江金海环境技术股份有限公司,浙江绍兴 311817;室内空气环境质量控制天津市重点实验室,天津 300072;浙江金海环境技术股份有限公司,浙江绍兴 311817;浙江金海环境技术股份有限公司,浙江绍兴 311817;浙江金海环境技术股份有限公司,浙江绍兴311817【正文语种】中文【中图分类】TQ028.2近年来，空气污染形势日趋严峻[1]，其中，环境中的PM2.5具有粒径小，能在大气中长期滞留且可远距离输送，易携带有害物质等特点[2-3]，是对人类健康威胁最大、最具代表性的大气污染物[4-5]，易诱发哮喘、肺癌及各种心血管疾病如高血压、心力衰竭和心肌梗塞等[6-8]，还会导致现代精密制造业如大规模集成电路等产品的不良率升高。
人们研究并开发出了多种用于去除环境中细微颗粒物的方法和技术措施，其中采用纤维介质进行物理过滤的高效过滤器(HEPA)被认为是最有效、最可靠和最经济的设备[9]，在医疗卫生、精细化工、高精密电子设备、食品无菌包装及航空航天等领域的应用愈来愈广。
静电纺丝技术的创新和应用随着科技的不断进步和人类对生活品质的不断追求，纺织行业也在不断创新和发展。
静电纺丝技术就是其中的一种创新性技术。
它通过利用电场作用，将高分子溶液或熔融高分子挤出成细丝，然后经过拉伸与固化处理，形成了呈现出良好力学性能的超细纤维。
这种技术被广泛应用于环保材料、医疗卫生、纺织品等领域。
一、静电纺丝技术的原理静电纺丝技术是一种运用电场作用的技术。
在电子学用户视中，这是一种电纺技术。
电场作为一种力，常用于分离和聚集极性物质。
在静电纺丝技术中，液体高分子材料被通过注射泵加到电极板上，然后通过高压的电极药液被喷射成气雾，当果冻状的气雾出现时，它们进入到了电场中，在电场的作用下，材料的细丝从气雾中形成，再被传输到收集器上。
静电纺丝技术主要包括三个步骤：高分子材料的加工和处理、材料的喷射和拉伸，最后是收集和凝固。
在最后一步集束凝固的过程中，液态的高分子溶液或熔融高分子会快速地固化成为超细纤维。
这些超细纤维具有高比表面积、高孔径、高强度和优异的其他性能。
二、静电纺丝技术的应用领域目前静电纺丝技术的应用领域越来越广泛，它的应用不仅在环保材料领域，还包括了医疗卫生和纺织品领域。
1、环保材料领域静电纺丝技术在环保材料领域的应用主要是以高性能纳米材料的形式得以应用。
如在空气过滤、催化、光催化、光伏领域获得广泛使用。
比如研究显示，利用静电纺丝技术制备的纤维材料能够广泛应用于油水分离、水处理、除甲醛、去污等环保专业领域。
2、医疗卫生领域静电纺丝技术在医疗卫生领域的应用也取得了很大的成功。
如-型石代替口腔补骨材料的研究；多金属离子掺杂聚碳酸酯半导体的研究与应用；静电纺丝技术制备的生物材料在人工器官等方面的应用，都取得了很大的突破。
3、纺织品领域静电纺丝技术在纺织品领域的应用主要在于制备纳米纤维材料。
这种材料在保暖、舒适和环保等方面的性能都非常优异。
当然，在运动服、旅游用品、户外用品、维修材料等多个领域，用静电纺丝技术制备的产品，也得到了广泛的应用。
静电纺丝与静电纺丝纤维的制备及其在生物医学和环境领域中的应用研究静电纺丝技术是一种重要的纳米纤维制备技术，可以制备出高比表面积、高孔隙度、高比强度、高比模量等优良性质的纳米纤维，且成本较低、易于操作。
静电纺丝技术已广泛应用于纳米纤维纺丝、纳米纤维生物医学、纳米纤维过滤等领域。
本文主要介绍静电纺丝技术及其在生物医学和环境领域中的应用研究。
一、静电纺丝技术1.1 静电纺丝原理静电纺丝技术利用高电场作用下，聚合物溶液中的聚合物分子会快速电荷中和并且溶液中的静电势储能量将导致溶液的表面张力下降，从而促进聚合物溶液的流动性和拉伸性增强以及放电纺丝纺出[1, 2]。
聚合物分子在高电场下电荷中和并且电迁移后获得一个电荷，最后在导电板上出现极细的纳米纤维。
其实现过程是象征了固体电化学、电流控制、流体力学等复杂的物理化学过程。
静电纺丝技术所获取的纳米纤维直径通常在20~500 nm的范围之内（常规纺丝技术得到的普通的毛细纤维直径约为1-20 μm）。
1.2 静电纺丝制备方法1.2.1 单喷液法该方法主要是将聚合物溶液和推动气体一起通过一根电极，在电场作用下获得悬浮状态的纳米纤维。
其优点在于降低了操作复杂度，提高了纳米纤维的收集效率，并且获得的纳米纤维可以组成二维或三维的网状结构，具有更大的特异表面积，展示了多元化应用的前景。
1.2.2 电纺丝法电纺丝法又被称为直流静电纺丝法，其主要是通过在电极之间建立电场，使用相应的电压和电流进行纳米纤维的制备。
通常分为连续纺丝和多孔膜纺丝等方式。
这种纳米纤维化过程易于实验室操作，可以实现大批量生产，非常适合进行生物医学和过滤等领域的应用。
1.2.3 喷枪静电纺丝法该方法采用具有极小喷头的枪头来产生静电纺纤。
这种方法具有非常高的可控性和灵活性，并且可以获得很高的静电场。
二、静电纺丝纤维在生物医学领域中的应用2.1 组织工程静电纺丝技术可以制备出纳米直径的纤维，这可模拟人体间隙和微血管结构得到应用。
