測(cè)試設(shè)備：高壓放大器、信號(hào)發(fā)生器、示波器、冷場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡、電熱鼓風(fēng)干燥箱、注射泵、注射器等。

實(shí)驗(yàn)過程：信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)輸入到高壓放大器，高壓放大器對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大，放大后的電壓分別輸出到注射器和導(dǎo)電基板上，注射器和導(dǎo)電基板之間由于高壓產(chǎn)生電場(chǎng)。在電紡絲過程中，噴射裝置中裝滿了充電的聚合物溶液或熔融液。在外加電場(chǎng)作用下，受表面張力作用而保持在噴嘴處的高分子液滴，在電場(chǎng)誘導(dǎo)下表面聚集電荷，受到一個(gè)與表面張力方向相反的電場(chǎng)力。當(dāng)電場(chǎng)逐漸增強(qiáng)時(shí)，噴嘴處的液滴由球狀被拉長(zhǎng)為錐狀，形成所謂的泰勒錐(Taylorcone)。而當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度增加至一個(gè)臨界值時(shí)，電場(chǎng)力就會(huì)克服液體的表面張力，從泰勒錐中噴出。噴射流在高電場(chǎng)的作用下發(fā)生震蕩而不穩(wěn)，產(chǎn)生頻率極高的不規(guī)則性螺旋運(yùn)動(dòng)。在高速震蕩中，噴射流被迅速拉細(xì)，溶劑也迅速揮發(fā)，最終形成直徑在納米級(jí)的纖維，并以隨機(jī)的方式散落在收集裝置上，形成無紡布。實(shí)驗(yàn)框圖如圖1-1。

圖1-1電紡絲工藝制備PVDF實(shí)驗(yàn)框圖

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

圖2-1不同紡絲電壓下PVDF纖維膜的SEM圖[(a)10kV；(b)12kV；（c）15kV；(d)18kV；(e)20kV]

由圖2-1可見，紡絲液在不同電壓下均能有效拉伸形成纖維，但各纖維膜的微觀形貌和纖維直徑均勻性存在差異。特別是在10kV電壓下，纖維出現(xiàn)斷裂，且直徑相對(duì)較大。這是由于在低電場(chǎng)強(qiáng)度下，紡絲液的表面張力占主導(dǎo)地位，電場(chǎng)強(qiáng)度不足以克服紡絲液的表面張力，導(dǎo)致形成的纖維不易被拉伸和分裂，分子鏈也易于斷裂，因此納米纖維直徑較粗。但當(dāng)紡絲電壓逐步增至12k～15kV時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，紡絲液射流更容易被拉伸和分裂，從而生成直徑更細(xì)、連續(xù)且表面光滑的納米纖維。隨著紡絲電壓進(jìn)一步升高至18kV甚至20kV，電場(chǎng)強(qiáng)度過大會(huì)使紡絲液射流量增加、速度加快。這導(dǎo)致纖維在射流分裂過程中不充分，出現(xiàn)串珠狀納米纖維，且纖維直徑差異性增大，甚至產(chǎn)生直徑達(dá)到1000nm的粗纖維。

高壓放大器推薦：ATA-7100

圖：ATA-7100高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

本資料由Aigtek安泰電子整理發(fā)布，更多案例及產(chǎn)品詳情請(qǐng)持續(xù)關(guān)注我們。西安安泰電子Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機(jī)都支持免費(fèi)試用。