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静电纺丝研究这么热,其工业化程度究竟如何?

发表时间:2020/1/27

静电纺丝工艺是最早实现工业化生产、也是制备亚微米-纳米纤维最普通的一种方法,目前主要采用两种加工方式,即溶液法和熔融法,目前使用溶液法生产纳米纤维占绝大比例。静电纺工艺具有相对低的成本、简易的维修和加工过程,是实验室研究和工业化生产纳米纤维的主要方法,但溶剂选择与回收系统仍是制约静电纺丝大规模工业化生产的课题。目前已投入市场的静电纺丝设备大体包括如下 3 个系列。


1、无针静电纺丝技术

捷克Elmarco公司的无针静电纺丝技术“Nanospider”是全球第一条投入工业化运营的纳米纤维生产线。该设备具有结构简洁、运转成本低等特点,可使用的原料包括有机材料、无机材料以及生物基聚合物原料。视用户要求可提供的静电纺丝设备包括:NS-Lab实验室系列,工作幅宽300 mm;生产设备包括幅宽0.5 m的NS-1S-500U系列、幅宽 1 m的NS-4S-1000U系列和幅宽1.6 m的NS-8S-1600U系列。新一代Nanospider技术及装备开发的纤维与纤网的均匀性更好,原料与溶剂消耗更低,运转成本可明显降低。



2、SPUR公司多孔静电纺生产技术

捷克SPUR公司开发的多孔静电纺丝技术具有优异的通用性,可用于亚微米-纳米纤维生产。其特点包括:精确的设计产能;连续运转16 h仅需 1 名维护人员;设备结构简洁易操作,安全性好;废丝量低。该公司SPUR-120型生产线工作幅宽1 200 mm,以克重为0.25 g/m2的产品计,产量为300 m2/h。



3、静电纺纳米纤维复合产品的开发技术

将静电纺纳米纤维与静电喷射(Electrospraying)法制得的纳米级粉末进行复合,可开发具有差异化形态结构的杂化产品,非常适宜于组织工程材料的加工。研究实践显示,静电纺和静电喷射杂化组合可有效改善纤维材料的属性和纤维表面的结构特点。



目前欧洲、日本等地的多家纳米纤维生产企业已相继开发了静电纺-电喷射复合产品并提供相关设备。如西班牙Valencia公司开发的“Fluidnatek”技术和装备,具有很好的生产弹性,可适应小型试验和商业性生产,加工品种多样化,可承接同轴静电纺丝,亦可进行多轴静电纺丝工艺试验。该系列设备采用模块化设计,生产规模或品类可视市场需要调整。目前静电纺-电喷射法制得的复合产品受到市场青睐。



更多内容,请关注《纺织导报》2019年第12期《亚微米-纳米纤维的技术进展及应用现状》一文。