靜電紡絲設(shè)備水平噴絲對比垂直噴絲，哪種方式更合理？

在過去的十年中，靜電紡絲工藝獲得了廣泛的關(guān)注，這不僅是因為它在紡各種聚合物纖維方面的多功能性，還因為它能夠在納/微米范圍內(nèi)持續(xù)生產(chǎn)纖維。靜電紡絲是利用靜電力從聚合物溶液或熔體中產(chǎn)生超細纖維，具有高孔隙率、高比表面積、結(jié)構(gòu)可調(diào)等特點。

靜電紡絲系統(tǒng)由三個主要部件組成：高壓電源、噴絲頭和收集器。目前，有兩種標(biāo)準(zhǔn)的靜電紡絲裝置，分別是水平靜電紡絲裝置和垂直靜電紡絲裝置。在水平靜電紡絲裝置中，注射泵平行于地面放置，收集器垂直于地面放置。由于合成的電場矢量平行于地面，這種結(jié)構(gòu)稱為水平噴絲方式。在垂直靜電紡絲裝置中，注射泵垂直于地面放置，收集器的位置平行于地面放置。合成的電場矢量垂直于地面，則稱為垂直靜電紡絲結(jié)構(gòu)。

靜電紡絲裝置示意圖，(a)垂直靜電紡絲裝置，(b)水平靜電紡絲裝置。

在水平靜電紡絲裝置中，由于電場矢量與地面平行，隨著電壓的增加，聚合物液滴傾向于拋射運動。當(dāng)靜電紡絲開始時，即使泰勒錐是向上的，可以觀察到纖維仍以拋射運動的方式向下收集。因此，Rodoplu和Mutlu1 報道說，與電場施加的力相比，影響聚合物的引力可以忽略不計，雖然會對聚合物液滴和泰勒錐的形狀產(chǎn)生影響，但是，關(guān)于設(shè)置取向不同對納米纖維微觀結(jié)構(gòu)有顯著影響的研究還比較少。

水平靜電紡絲裝置示意圖和液滴形狀。

雖然水平噴絲和垂直噴絲兩種方法相似，但有研究者表示水平系統(tǒng)有時更可取2，因為水平靜電紡絲裝置中可減少收集不完美產(chǎn)品的可能性。例如，從上向下噴會有滴液飛濺或者滴落至收集器上面，影響成品。水平噴絲，即使萬一有液滴飛濺，也不至于落在樣品上。因此，永康樂業(yè)的噴絲設(shè)備全部都是選擇水平噴絲方式，噴絲方向從右向左，即使中間有液滴堆積濺落也不會污染接收器上的產(chǎn)物。