靜電紡絲即在高壓靜電下用聚合物溶液進(jìn)行紡絲的過程。靜電紡絲可以制備直徑在幾十到幾百納米的纖維，產(chǎn)品具有較高的孔隙率和較大的比表面積，成分多樣化，直徑分布均勻，在生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境工程以及紡織等領(lǐng)域具有很高的應(yīng)用價值。

原理

將聚合物溶液或熔體帶上幾千至上萬伏高壓靜電，帶電的聚合物液滴在電場力的作用下在毛細(xì)管的Taylor錐頂點被加速。

當(dāng)電場力足夠大時，聚合物液滴克服表面張力形成噴射細(xì)流。在細(xì)流噴射過程中溶劑蒸發(fā)或固化，最終落在接收裝置上，形成類似非織造布狀的纖維氈。

裝置

靜電紡絲的裝置主要由推進(jìn)泵、注射器、高壓電源以及接收裝置組成。其中，高壓電源的正極與負(fù)極分別與注射器針頭和接收裝置相連，而接收裝置的形式也是多樣化的，可以是靜止的平面、高速轉(zhuǎn)動的滾筒或者圓盤。紡絲的參數(shù)設(shè)置、環(huán)境條件等對紡絲過程的影響至關(guān)重要。

高聚物

目前靜電紡絲技術(shù)已經(jīng)可用于幾十種不同的高分子聚合物，既包括聚酯、聚酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯腈等柔性高聚物的靜電紡絲，也包括聚氨酯彈性體的靜電紡絲以及液晶態(tài)的剛性高分子聚對苯二甲酰對苯二胺等的靜電紡絲。

影響因素

靜電紡絲法制備納米纖維的影響因素很多，這些因素可分為溶液性質(zhì)，如黏度、彈性、電導(dǎo)率和表面張力；控制變量，如毛細(xì)管中的靜電壓、毛細(xì)管口的電勢和毛細(xì)管口與收集器之間的距離；環(huán)境參數(shù)，如溶液溫度、紡絲環(huán)境中的空氣濕度和溫度、氣流速度等。

溶液黏度對纖維性能的影響

同軸靜電紡絲

同軸靜電紡是在靜電紡的基礎(chǔ)上改造而來，其基本原理是在兩個內(nèi)徑不同但同軸的毛細(xì)管中分別注入芯質(zhì)和殼質(zhì)溶液，二者在噴頭末端匯合，在電場力的作用下固化成為復(fù)合納米纖維。

同軸靜電紡絲解決了紡絲時紡絲液必須是均一體系的缺陷，所制備的同軸纖維在均勻性、連續(xù)性上都優(yōu)于其它方法得到的纖維。采用同軸靜電紡絲的方法可以制得中空纖維和納米復(fù)合纖維等。

應(yīng)用

靜電紡絲技術(shù)制備的納米纖維，具有比表面積大、孔隙率高、尺寸容易控制、表面易功能化（如表面涂覆、表面改性）等特點，在許多領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用價值。

靜電紡絲納米纖維在過濾以及個體防護方面可以用于水處理、防護服、口罩等；在傳感器領(lǐng)域可以用作電阻傳感器、光學(xué)傳感器等；在化工領(lǐng)域可以用于催化劑等；在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域可以用于傷口敷料、組織工程支架、藥物載體等。

來源：紡織導(dǎo)報