- 靜電紡絲/近場直寫技術(shù)
負(fù)高壓電源在靜電紡絲中的作用
市售的靜電紡絲設(shè)備中,有一些是僅配置了正高壓電源的,一些是配置了正、負(fù)高壓雙電源系統(tǒng)的,還有一些高端機(jī)型甚至配置了兩個正高壓系統(tǒng)的,那么用戶該如何選擇呢?負(fù)高壓電源在設(shè)備中的作用是什么呢?
普通的靜電紡絲機(jī),如TL-01,噴頭一般連接正高壓電源,接收裝置接地,就可以在噴頭和接收裝置之間產(chǎn)生一定的靜電場,通常只需要10KV左右的高壓靜電,就可以制備出納米纖維膜。
專業(yè)的靜電紡絲機(jī),如TL-Pro,往往同時配備了正、負(fù)高壓電源,與上述基礎(chǔ)版的設(shè)備相比,負(fù)高壓電源可以實(shí)現(xiàn)以下功能:
1. 增加纖維膜厚度:靜電紡絲的原料和產(chǎn)品,一般都是高分子聚合物,基本上這些聚合物都是絕緣材料,當(dāng)紡絲一段時間后,接收器上面就會均勻地附著一層絕緣的納米纖維膜,接收器對納米纖維的電場吸引力就會逐漸降低,如果接收器沒有連接負(fù)高壓,繼續(xù)紡絲,纖維就會飛到設(shè)備中其他基地的地方,造成機(jī)箱內(nèi)部的污染。因此,在接收端加載一定的負(fù)高壓,使其和環(huán)境形成一定的電位差,就可以讓纖維持續(xù)定向沉積在接收器上,制備厚度更大的纖維膜。
2. 保持機(jī)箱內(nèi)部的潔凈:如上所述,因?yàn)槔w維膜一般是不導(dǎo)電的,當(dāng)纖維收集到一定的厚度后,整個收絲器都絕緣了,噴出的纖維絲就會到處飛。
3. 共軛紡絲:共軛靜電紡絲是將兩個帶有相反高壓靜電的噴頭相對放置,在電紡過程中從兩個噴絲頭射出帶有相反電荷的射流,在電場拉伸過程中相互吸引,擰在一起,正負(fù)電荷互相抵消,沉積到接收裝置上。這就要求設(shè)備同時配備正、負(fù)高壓電源。
4. 熔融直寫:有些靜電紡絲設(shè)備配有熔融噴頭,使用熔融噴頭可以進(jìn)行熔融直寫。熔融噴頭通常采用電加熱系統(tǒng),不適合加載高壓電源。此時可以將負(fù)高壓電源與接收裝置連接,噴頭接地,可以在噴頭和接收裝置之間形成高壓靜電場,進(jìn)行熔融直寫。TL-OMNI可以增加熔融噴頭,實(shí)現(xiàn)熔融直寫。
5. 其他:有時,為了研究正、負(fù)高壓電場對泰勒錐形成的影響,可以將電源的極性互調(diào),將噴頭連接負(fù)高壓、接收裝置接地或接正高壓,有些研究表明,可能會得到不同形態(tài)的纖維。
以上是負(fù)高壓的基本作用。
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