隨著納米科技的飛速發(fā)展,制備納米纖維的靜電紡絲技術(shù)和納米材料的量子點(diǎn)成為研究熱點(diǎn),通過靜電紡絲技術(shù)制備的量子點(diǎn)薄膜使量子點(diǎn)分布更加均勻,靜電紡絲制備的量子點(diǎn)纖維薄膜受到人們的關(guān)注。本文針對(duì)傳統(tǒng)針頭靜電紡絲制備量子點(diǎn)纖維薄膜存在產(chǎn)率低、直徑分布不集中、穩(wěn)定性差等問題。通過對(duì)現(xiàn)有的滾輪靜電紡絲進(jìn)行改良,對(duì)Cd Se/Zn S核殼量子點(diǎn)進(jìn)行水溶性處理,然后制備出具有良好光學(xué)特性的量子點(diǎn)纖維薄膜。具體研究內(nèi)容如下:1.針對(duì)傳統(tǒng)單針頭靜電紡絲產(chǎn)率低、針頭易堵塞、纖維直徑分布不均等問題,本文提出對(duì)可大量生產(chǎn)納米纖維但電場(chǎng)分布不均的滾輪靜電紡絲設(shè)備進(jìn)行改進(jìn),滾輪采用非金屬材料,電壓施加位置由滾輪改為液體槽底部;通過COMSOL Multiphysics 5.0軟件數(shù)值模擬計(jì)算,分析環(huán)形輔助電極、平行輔助電極以及平板輔助電極對(duì)滾輪靜電紡絲中靜電場(chǎng)的影響,最終得到最佳的新型滾輪靜電紡絲模型。2.研究了溶液濃度、電壓、輔助電極、接收距離對(duì)納米纖維直徑和產(chǎn)率的影響,得出輔助電極可以使纖維直徑分布更加集中,為制備出更加優(yōu)質(zhì)的纖維薄膜提供了可靠的支持,與此同時(shí)也為量子點(diǎn)纖維薄膜商業(yè)化提供了有價(jià)值的參考。3.針對(duì)... 

【文章來源】：天津工業(yè)大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

射流的各個(gè)階段Fig.1-1Eachstageofthejet

第一章緒論5電紡絲纖維膜在生物活性包封方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。如今，靜電紡絲技術(shù)的研究重心不再是單單研究纖維薄膜形成機(jī)理，而是致力于靜電紡絲技術(shù)與其他領(lǐng)域?qū)W科的融合和追求品質(zhì)更高、控制更加容易的多功能纖維薄膜的研究，從而將多功能薄膜應(yīng)用于日常生活中。1.2.3國內(nèi)外靜電紡絲技術(shù)研究現(xiàn)狀1.針頭式靜電紡絲設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀靜電紡絲最簡單的形式是單針結(jié)構(gòu)，這已被許多研究人員證明、研究和評(píng)述�；镜撵o電紡絲裝置通常由三個(gè)主要部件組成：高壓電源、提供溶液的針頭注射器以及靜電紡絲纖維的接收裝置。傳統(tǒng)靜電紡絲通過注射器使液體在電場(chǎng)力作用下形成納米纖維薄膜，見圖1-2。圖1-2傳統(tǒng)方法制備納米纖維Fig.1-2Preparationofnanofibersbytraditionalmethods傳統(tǒng)單針頭靜電紡絲裝置生產(chǎn)效率很低，而提高納米纖維產(chǎn)量的一個(gè)簡單而直接的方法是增加針頭的數(shù)量，因此多針頭靜電紡絲設(shè)備得到廣泛發(fā)展。多針頭靜電紡絲具有結(jié)構(gòu)簡單、通用性強(qiáng)、對(duì)纖維分布的控制能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，從而被廣泛應(yīng)用于納米纖維的大規(guī)模生產(chǎn)中。多針頭靜電紡絲工藝的工作機(jī)理與傳統(tǒng)的單針頭靜電紡絲工藝十分相似。因此研究多針頭靜電紡絲的多種不同結(jié)構(gòu)具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。Krishnamoorthy等人[53]展示了一種由24（8×3）個(gè)針頭組成的靜電紡絲裝置，用于大規(guī)模生產(chǎn)納米纖維。Kim等人[54]開發(fā)了一種用于大規(guī)模生產(chǎn)納米纖維的高速圓筒式靜電紡絲系統(tǒng)，每個(gè)圓筒中有120根針頭。雖然多針頭靜電紡絲裝置可以提高產(chǎn)率，但針頭之間的相互作用力和針頭尖端電場(chǎng)的不均勻，以及噴頭堵塞問題還未得到解決。而且多針頭靜電紡絲產(chǎn)生的同電荷射流相互作用導(dǎo)致射流相互排斥，纖維沉積不均，纖維質(zhì)量差。

第一章緒論7圖1-3雙噴嘴氣泡靜電紡絲裝置Fig.1-3Doublenozzlebubbleelectrospinningdevice除此之外，多孔靜電紡絲也在文獻(xiàn)中有過報(bào)道。Srivastava等[60]設(shè)計(jì)了一種微流控制多孔靜電紡絲裝置，利用微通道給溶液進(jìn)料。Varabhas等[61]使用一根長13cm有20個(gè)孔的管，管內(nèi)的金屬絲網(wǎng)作為電極，可以生產(chǎn)出0.3-0.5g/h的納米纖維。Zhou等人[62]使用了一個(gè)有四個(gè)孔的圓形噴絲板，制備出的PEO纖維具有與單針頭靜電紡絲制備的納米纖維相同的結(jié)構(gòu)與形態(tài)。鄭、曾[63]開發(fā)了一種19孔噴絲頭，采用改進(jìn)的多級(jí)噴絲頭，由于噴射區(qū)電場(chǎng)強(qiáng)度更高、更均勻，從孔中靜電紡絲的纖維比用單針頭紡絲更雹更均勻。與多孔靜電紡絲相比，由于針尖附近的電場(chǎng)密度較高，多針靜電紡絲也容易產(chǎn)生較大的射流偏差。（2）動(dòng)態(tài)式噴頭除了靜態(tài)式噴頭，動(dòng)態(tài)式無針靜電紡絲技術(shù)也引起了研究界的廣泛關(guān)注。Simm等人[57]設(shè)計(jì)的金屬圓環(huán)作為靜電紡絲噴頭，噴頭旋轉(zhuǎn)時(shí)部分浸入紡絲溶液的圓環(huán)會(huì)攜帶溶液轉(zhuǎn)動(dòng)，在電場(chǎng)力作用下圓環(huán)頂部溶液形成多股射流。2005年Jirsak等人[64]設(shè)計(jì)出滾筒式靜電紡絲設(shè)備，旋轉(zhuǎn)的滾筒表面被一層薄薄的紡絲溶液所覆蓋，在旋轉(zhuǎn)過程中，這層紡絲液表面仍在流動(dòng)，溶液薄膜表面極其不穩(wěn)定。此時(shí)對(duì)該金屬滾筒施加靜電壓，該紡絲液表面就非常容易形成多個(gè)泰勒錐，從而形成多射流紡絲。隨后，Niu等人[65]以滾輪、圓盤和球形作噴絲頭，通過靜電紡絲制備出聚乙烯醇和聚丙烯腈溶液納米纖維薄膜。研究結(jié)果表明這三種方法都可以提高納米纖維產(chǎn)率；在纖維產(chǎn)生區(qū)域中的強(qiáng)且窄分布的電場(chǎng)可以顯著促進(jìn)高質(zhì)量納米纖維的大量生產(chǎn)。盡管出現(xiàn)了如上所述的無針靜電紡絲技術(shù)，但多針頭靜電紡絲由于其結(jié)構(gòu)簡單、通用性強(qiáng)、對(duì)纖維分布的控制能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，仍被廣泛應(yīng)用?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3592805