貝塔注射泵在高壓靜電紡絲的應用簡介:
靜電紡絲即在高壓靜電下用聚合物溶液進行紡絲的過程。靜電紡絲可以制備直徑在幾十到幾百納米的纖維,產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(yī)學、環(huán)境工程以及紡織等領域具有很高的應用價值。常見的靜電紡絲納米纖維在過濾以及個體防護方面可以用于水處理、防護服、口罩等;在傳感器領域可以用作電阻傳感器、光學傳感器等;在化工領域可以用于催化劑等;在生物醫(yī)學領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:
靜電紡絲是通過對聚合物溶液施加外加電場,在高壓靜電下(幾千伏至幾十萬伏高壓),制備聚合物纖維的紡絲技術。用靜電紡絲法制得的纖維比傳統(tǒng)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,當達到臨界電壓時,液體就會從球狀變?yōu)殄F狀,即泰勒錐。隨著電壓繼續(xù)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,運動過程中進行加速,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、高速轉動的滾筒、圓盤,或特殊形狀的支架模具等。紡絲的參數(shù)設置、環(huán)境條件等對紡絲的效果影響至關重要。
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(shù)有很多,可以歸為2類:①體系因素,包括聚合物的分子質量、分子質量分布和溶劑性質如(粘度、電導率、介電常數(shù)和表面張力)等;②電紡工藝參數(shù),包括施加的電場強度、溶液濃度、溶液流動速率、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、空氣流動速率)等。其中溶劑的選擇、注射速度的穩(wěn)定、溶液濃度、施加的電場強度與噴絲口與接收器的距離是影響紡絲的主要因素。
客戶應用:
客戶 國內某高校生物工程實驗室
應用 用高壓靜電紡絲技術制備納米纖維材料的人造器官模組
客戶采用貝塔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。
客戶需求:
注射泵可進行微量液體的注射,流量要求為1mL/h,流量可調節(jié)。
注射過程注射速度穩(wěn)定、連續(xù)。
注射泵可在高壓靜電場穩(wěn)定可靠運行。
客戶價值:
貝塔實驗室注射泵RSP01-B提供高精度的微量注射,通過裝配10uL至200mL注射器,可實現(xiàn)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)。流量可調節(jié)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作相相匹配,有助于形成穩(wěn)定泰勒堆,減小纖維直徑。
貝塔實驗室注射泵RSP01-B采用*的步進電機微步控制技術,進一步降低電機的步距角,消除流體的脈動,實現(xiàn)流體的平穩(wěn)、均勻、連續(xù)注射,有利于紡制出形態(tài)均勻的纖維,減少珠節(jié)物等對纖維性能的影響。
貝塔實驗室注射泵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穩(wěn)定可靠運行,有助于加快紡絲速度,減小纖維直徑。
貝塔提供多種實驗室注射泵,以滿足多種應用需求。RSP02-B具有2通道,可同步注射兩種液體,有助于實現(xiàn)同軸紡絲。RSP01-BD/RSP01-BG2系列注射泵具有分體式執(zhí)行單元,執(zhí)行單元體積小巧,重量輕,易于安裝在實驗支架上,便于實驗裝置的布局安排。
靜電紡絲是簡單制備納米纖維的基本技術。通過靜電紡絲制備的納米纖維在化學,物理學,生物醫(yī)學等傳統(tǒng)產業(yè)和高科技領域都有廣泛的應用并且具有很好的潛在開發(fā)前景,未來需要開展更系統(tǒng)的實驗研究,使靜電紡絲技術在更加廣泛的領域里發(fā)揮出更為重要的作用