静电纺丝射流稳态和非稳态的研究

　　静电纺丝得到的纤维之所以细,是因为射流在静电场的拉伸中存在不稳定过程,从这个角度讲不稳定是有利的,但射流的不稳定又带来静电纺丝工艺的难可控性。研究静电纺丝射流特别是不稳定部分,对更好地理解静电纺丝原理和改进静电纺丝工艺有着极为重要的意义。

　　一，射流的稳定部分 

　　Spivak[12] 研究了射流半径和轴向位置之间的关系,并建立了射流半径和轴向位置的微分方程。 

　　Qin [13~14] 分析了纺丝液中加盐对表面电荷及 射流的稳定性的影响,盐的浓度大,纺丝液射流的稳定长度变短,不稳定性增强,并研究了盐的加入对射流半径和轴向位置的影响。

　　二，射流不稳定部分 

　　静电纺丝中会出现三种不稳定性状况,*种是粘性(Rayleigh)不稳定性,第二种是曲张不稳定性,第三种是弯曲不稳定性。后两个不稳定性状况*是射流的表面电荷在电场的作用下引起的,而且可能随纺丝射流的伸展而放大。 

　　Yu [15] 研究了Rayleigh不稳定性对射流的影 响。定义Deborahnumber(=溶液松弛时间/射流不稳定产生时间)来描述Rayleigh不稳定性。Deborahnumber大,Rayleigh不稳定性受到抑制,射流不会分裂成液滴,射流在静电场中形成静电纺丝而不是静电喷涂。Yu还导出了Rayleigh不稳定性*抑制时的射流弹性应力的临界值。 

　　高压静电场下高聚物溶液喷射流的不稳定的主要原因为:1高压静电场下射流表面电荷的相互排斥;o分裂液滴间或更细射流间的相互排斥;?射流与环境流体的混合流动。

  参考文献

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