大连海洋大学：《大学物理实验》课程教学资源（讲义）高压静电纺丝制备纳米纤维

高压静电纺丝制备纳米纤维物理实验教学中心大连海洋大学2013-4-8大连海洋大学物理实验批学中心

高压静电纺丝制备纳米纤维 高压静电纺丝制备纳米纤维 2013-4-8 1 物理实验教学中心 大连海洋大学

一。实验目的1了解静电纺丝制备纳米纤维原理2.熟悉静电纺丝制备纳米纤维的影响因素3.学会使用静电纺丝仪器2013-4-8物理实验教学中心大连海洋大学

一．实验目的 1. 了解静电纺丝制备纳米纤维原理。 2. 熟悉静电纺丝制备纳米纤维的影响因素。 3. 学会使用静电纺丝仪器。 2013-4-8 2

二．实验所需设备连续可调高压直流电源、高精度步进推进器、静电纺丝仪、集热式磁力搅拌器、电子显微镜。RotatingdrumbNeedleCSyringepumpaHighvoltagepowersupplyMotorspeedrotation2013-4-8物理实验教学中心大连海洋大学

二. 实验所需设备 连续可调高压直流电源、高精度步进推进器、静电纺 连续可调高压直流电源、高精度步进推进器、静电纺 丝仪、集热式磁力搅拌器、电子显微镜。 丝仪、集热式磁力搅拌器、电子显微镜。 2013-4-8 3

三．实验原理ELEETROSPIHNINGELECTROSPINNINGELECTROSPINNINGHigh Voltage Power SupplyHigh VoltagePower SuppyHigh Voltage Powe SupplySyringeSyringeSyringeCollectorCollectorCollector聚合物落波受到高压静电的作用，积聚在纺丝浪的表面，电荷受到的电场力与表面张力方向相反。随着电场强度的提高，在坊垫管口处的半球形液滴拉伸，滤滴画面的曲率将逐新发生改变，半球状液滴会变为锥形（称为工lor锥），当电位超过某一临界值时，电场力克服溶液的表面张力，在锥形管顶端，形成一束带电的喷射流，喷射流在电场力作用下被以很高的倍率拉伸变细，同时细流中溶剂挥发，纤维固化成形，最后被带有相反电荷或接地的接丝装置接受2013-4-8物理实险批学中心大连海洋大学

三. 实验原理 聚合物溶液受到高压静电的作用，积聚在纺丝液的表面，电荷受到的电场力与表面张力方向相反。随着电场 强度的提高，在纺丝管口处的半球形液滴拉伸，液滴曲面的曲率将逐渐发生改变，半球状液滴会变为锥形 （称为Taylor锥），当电位超过某一临界值时，电场力克服溶液的表面张力，在锥形管顶端，形成一束带 电的喷射流。喷射流在电场力作用下被以很高的倍率拉伸变细，同时细流中溶剂挥发，纤维固化成形，最 后被带有相反电荷或接地的接丝装置接受。 2013-4-8 4

四．实验内容随接收距离(h)1的变化；1测量临界电压（V）（E）的变化。2.测量纤维直径（D）随电场强度2013-4-8物理实验教学中心大连海洋大学

四. 实验内容 y 1. 测量临界电压（Vc）随接收距离（h）的变化； y 2. 测量纤维直径（D）随电场强度（E）的变化。 2013-4-8 5

五．实验步骤1.测量临界电压（V）随接收距离（h）的变化吸取喷丝溶液到带有直径为0.5mm不锈钢针头的10mL玻璃注射器中，针头接电源正极，铝箔做为收集装置接电源负极，推进速度控制在1mLh，测量喷丝临界电压（Vc）随针头与接收装置的距离（h）变化。填入表1-1中。2.测量纤维直径随电压的变化吸取喷丝溶液到带有直径为0.5mm不锈钢针头的10mL玻璃注射器中，针头接电源正极，铝箔做为收集装置接电源负极，推进速度控制在1mLh，适定针头与接收装置的距离（h）为10cm，采用电子显微镜测量不同电场强度下2013(E）纤维直径(D)变化情况，填入表1-28学物理实验教学中心

五. 实验步骤 y 1. 测量临界电压（Vc）随接收距离（h）的变化 y 吸取喷丝溶液到带有直径为0.5 mm不锈钢针头的10mL玻 璃注射器中，针头接电源正极，铝箔做为收集装置接电 源负极，推进速度控制在1 mL/h，测量喷丝临界电压 （Vc）随针头与接收装置的距离（h）变化。填入表1-1 中。 y 2. 测量纤维直径随电压的变化 y 吸取喷丝溶液到带有直径为0.5 mm不锈钢针头的10 mL玻 璃注射器中，针头接电源正极，铝箔做为收集装置接电 源负极，推进速度控制在1 mL/h，固定针头与接收装置的 距离（h）为10 cm，采用电子显微镜测量不同电场强度下 2013-4-8 （E）纤维直径(D)变化情况，填入表1-2。 6