文献综述
静电纺丝技术是指聚合物溶液或熔体在高压静电场力作用下发生喷射拉伸[1],通过溶剂挥发或熔体固化,得到超细纤维的一种方法,制备的纳米纤维膜具有超大比表面积和极高孔隙率,且结构、尺寸、形貌可控,因此吸引了人们在众多领域对静电纺丝技术及纳米纤维开展研究与开发,当前静电纺丝已发展成为制备纳米纤维的重要技术。
目前,利用静电纺丝技术制备的纳米纤维包括有机纳米纤维、有机/无机杂化复合纳米纤维、无机纳米纤维、碳纳米纤维等,在过滤材料、能源材料、生物医疗、传感器和光催化等领域得到了十分广泛的应用。
静电纺丝一词来源于electrospinning或更早一些的electrostatic spinning[2],国内一般简称为静电纺、电纺等。
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,从科学基础来看,这一发明可视为静电雾化或电喷的一种特例,其概念可以追溯到1745年。
静电雾化与静电纺丝的最大区别在于二者采用的工作介质不同,静电雾化采用的是低粘度的牛顿流体,而静电纺丝采用的是较高粘度的非牛顿流体。
这样,静电雾化技术的研究也为静电纺丝体系提供了一定的理论依据和基础。
对静电纺丝过程的深入研究涉及到静电学、电流体力学、流变学、空气动力学等领域。
20世纪30年代到80年代期间,静电纺丝技术发展较为缓慢,科研人员大多集中在静电纺丝装置的研究上,发布了一系列的专利,但是尚未引起广泛的关注。
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