引入磁場的靜電紡絲技術(shù)及其對非穩(wěn)態(tài)流動控制機理的研究.pdf

1、靜電紡絲技術(shù)是一種生產(chǎn)納米纖維最直接、最有效的方法，其生產(chǎn)過程簡單而又經(jīng)濟(jì)，所以該技術(shù)已經(jīng)成為世界競相研究的熱點課題。由于靜電紡絲過程具有不穩(wěn)定性，導(dǎo)致了在多噴嘴紡絲過程中，容易出現(xiàn)多股纖維并絲的現(xiàn)象，造成了纖維成纖結(jié)構(gòu)不均勻等不良后果。因此，不穩(wěn)定性成為靜電紡絲技術(shù)實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的一個瓶頸問題。本文以控制帶電噴射流的不穩(wěn)定運動行為為目的，首次提出磁控靜電紡絲技術(shù)，以期利用磁場來實現(xiàn)對帶電噴射流運動軌跡的控制。 本文對磁控

2、靜電紡絲過程進(jìn)行了理論上的研究。通過對磁控靜電紡絲過程中帶電噴射流的運動行為及受力狀況的分析，從理論上證實了磁場對帶電噴射流非穩(wěn)定性控制的可行性。通過理論推導(dǎo)，分別得到了在無磁場和有磁場的條件下，帶電噴射流在下落過程中擺動幅度與噴射流運動距離之間的關(guān)系式。分析結(jié)果表明：引入磁場后，帶電噴射流的擺動幅度減小，而且自身的能量損耗減少，因而帶電噴射流有更多的能量來促使自身的拉伸細(xì)化，促使纖維的直徑相應(yīng)減小。同時在磁場的作用下，纖維內(nèi)部大分子鏈

3、排列的有序度增加，纖維的結(jié)晶度增加。 利用龍格．庫塔方法，對帶電噴射流的運動模型進(jìn)行數(shù)值計算。分別在無磁場和有磁場的情況下，對帶電噴射流建立離散的數(shù)學(xué)模型，將帶電噴射流模擬成多個離散的帶電珠子，珠子之間由粘彈性物質(zhì)相連，分析每個珠子的受力狀況，在此基礎(chǔ)上，利用matlab軟件計算出相關(guān)結(jié)果。數(shù)值計算結(jié)果也表明：在磁控靜電紡絲過程中，帶電噴射流的擺動幅度比沒有磁場作用下的擺動幅度??；在適當(dāng)?shù)慕邮站嚯x下，磁場對帶電噴射流的不穩(wěn)定性具