貝塔注射泵在高壓靜電紡絲的應用簡(jiǎn)介:
靜電紡絲即在高壓靜電下用聚合物溶液進(jìn)行紡絲的過(guò)程。靜電紡絲可以制備直徑在幾十到幾百納米的纖維,產(chǎn)品具有較高的孔隙率和較大的比表面積,成分多樣化,直徑分布均勻,在生物醫學(xué)、環(huán)境工程以及紡織等領(lǐng)域具有很高的應用價(jià)值。常見(jiàn)的靜電紡絲納米纖維在過(guò)濾以及個(gè)體防護方面可以用于水處理、防護服、口罩等;在傳感器領(lǐng)域可以用作電阻傳感器、光學(xué)傳感器等;在化工領(lǐng)域可以用于催化劑等;在生物醫學(xué)領(lǐng)域可以用于傷口敷料、組織工程支架、藥物載體等。
高壓靜電紡絲技術(shù):
靜電紡絲是通過(guò)對聚合物溶液施加外加電場(chǎng),在高壓靜電下(幾千伏至幾十萬(wàn)伏高壓),制備聚合物纖維的紡絲技術(shù)。用靜電紡絲法制得的纖維比傳統的紡絲法制得的纖維細的多,直徑一般在幾十納米至幾微米之間,小直徑可以達到1nm。
靜電紡絲
在靜電紡絲過(guò)程中,一般將紡絲針頭接高壓電正極,與針頭保持一定距離的接收板或接收器接負極。在表面張力作用下聚合物溶液在針頭處呈球狀液滴,隨著(zhù)電壓增大,液滴表面電荷密度增大,當靜電力大于表面張力,噴絲口表面的液滴被拉長(cháng),當達到臨界電壓時(shí),液體就會(huì )從球狀變?yōu)殄F狀,即泰勒錐。隨著(zhù)電壓繼續增大,當靜電力大于平衡臨界值后,液體克服噴頭液滴外表面張力,向接收器運動(dòng),運動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行加速,多次拉伸分裂,后在接收器上形成納米纖維。
靜電紡絲裝置示意圖:
靜電紡絲的裝置主要由注射泵、注射器、高壓電源以及接收裝置組成。其中,高壓電源的正極與負極分別與注射器針頭和接收裝置相連,而接收裝置的形式也是多樣化的,可以是靜止的平面、高速轉動(dòng)的滾筒、圓盤(pán),或特殊形狀的支架模具等。紡絲的參數設置、環(huán)境條件等對紡絲的效果影響至關(guān)重要。
典型靜電紡絲裝置圖—平行式
靜電紡絲影響因素:
影響靜電紡絲的因素和工藝參數有很多,可以歸為2類(lèi):①體系因素,包括聚合物的分子質(zhì)量、分子質(zhì)量分布和溶劑性質(zhì)如(粘度、電導率、介電常數和表面張力)等;②電紡工藝參數,包括施加的電場(chǎng)強度、溶液濃度、溶液流動(dòng)速率、噴絲口的尺寸、噴絲口與接收器的距離和環(huán)境條件(溫度、濕度、空氣流動(dòng)速率)等。其中溶劑的選擇、注射速度的穩定、溶液濃度、施加的電場(chǎng)強度與噴絲口與接收器的距離是影響紡絲的主要因素。
客戶(hù)應用:
客戶(hù) 國內某高校生物工程實(shí)驗室
應用 用高壓靜電紡絲技術(shù)制備納米纖維材料的人造器官模組
客戶(hù)采用貝塔RSP01-B注射泵在20kV高壓下,以1mL/h的流速均勻推注聚合物溶液至接收器,紡制出直徑為十幾納米的納米纖維,構建人造器官模組,用于器官的修復研究。
客戶(hù)需求:
注射泵可進(jìn)行微量液體的注射,流量要求為1mL/h,流量可調節。
注射過(guò)程注射速度穩定、連續。
注射泵可在高壓靜電場(chǎng)穩定可靠運行。
客戶(hù)價(jià)值:
貝塔實(shí)驗室注射泵RSP01-B提供高精度的微量注射,通過(guò)裝配10uL至200mL注射器,可實(shí)現流量范圍0.000157uL/min-1180.462mL/min (具體流量與所采用注射器內徑相關(guān))。流量可調節并具有流量校準功能,提高流量精度,使流量與所加電壓以及紡絲接受裝置的動(dòng)作相相匹配,有助于形成穩定泰勒堆,減小纖維直徑。
貝塔實(shí)驗室注射泵RSP01-B采用*的步進(jìn)電機微步控制技術(shù),進(jìn)一步降低電機的步距角,消除流體的脈動(dòng),實(shí)現流體的平穩、均勻、連續注射,有利于紡制出形態(tài)均勻的纖維,減少珠節物等對纖維性能的影響。
貝塔實(shí)驗室注射泵RSP01-B具有強大的電磁兼容性能,可在30kV甚至更高的高壓靜電場(chǎng)穩定可靠運行,有助于加快紡絲速度,減小纖維直徑。
貝塔提供多種實(shí)驗室注射泵,以滿(mǎn)足多種應用需求。RSP02-B具有2通道,可同步注射兩種液體,有助于實(shí)現同軸紡絲。RSP01-BD/RSP01-BG2系列注射泵具有分體式執行單元,執行單元體積小巧,重量輕,易于安裝在實(shí)驗支架上,便于實(shí)驗裝置的布局安排。
靜電紡絲是簡(jiǎn)單制備納米纖維的基本技術(shù)。通過(guò)靜電紡絲制備的納米纖維在化學(xué),物理學(xué),生物醫學(xué)等傳統產(chǎn)業(yè)和高科技領(lǐng)域都有廣泛的應用并且具有很好的潛在開(kāi)發(fā)前景,未來(lái)需要開(kāi)展更系統的實(shí)驗研究,使靜電紡絲技術(shù)在更加廣泛的領(lǐng)域里發(fā)揮出更為重要的作用