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教学型纳米电纺丝装置

教学型纳米电纺丝装置
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产品描述
参数

纳米纤维技术
纳米纤维技术指合成、加工、制造和应用纳米级纤维。作为连续的一维纳米材料制造技术,纳米纤维技术是一项前瞻技术,可以大量组装一维、二维纳米材料,实现纳米材料大规模生产相关类产品,合成连续的促进微观和宏观结构制造的一维元素。正是因为其高比表面积、灵活性和优越的方向强度等特点,纳米纤维成为许多应用范围内的良好材料,从服装到航天结构材料的加固。纳米纤维材料是生命系统里的基本构建材料。纳米纤维独特的性能使广泛应用在膜材料、过滤介质、催化剂、电子产品、生物制品、复合增强材料等领域。
电纺丝技术是目前制备纳米纤维重要的也是基本的方法,所以这里推荐教学型纳米电纺丝装置,来制备纳米纤维。


教学型纳米电纺丝装置
教学专用,是一个完整生产超细纤维的过程,利用静电力从聚合物溶液毛细管中抽离出纳米纤维。此仪器适用多种高分子聚合物。如聚酯、聚酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯腈等柔性高聚物,可制备相应高聚物的纳米纤维。


主要原理
液滴接触足够高的电压时,液滴本身就会带有电荷,并且由于静电排斥和表面张力相抵,液滴得以延展。在临界点时,一股液体会从表面喷发。射流后会因纤维表面小型弯曲的静电排斥导致的搅打过程而得以延展,并最终在接地集电极表面沉积。由沉积不稳定性导致的延展和稀释会导致拥有纳米级直径的统一纤维的形成。

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优势特点

  • 教学专用,一步直接制备得到纳米纤维;
  • 可制备多种纳米纤维,如聚乙烯醇纳米纤维等;
  • 安全,在每个门上安装的开关都可以停止高压电源,具有声/像两重警示;
  • 环保,完全没有副产物,不需要去除异物的后处理工程;
  • 操作方便,容易拿取,实验安全,适合于中小学教学实验。


教学功能及应用

  • 专为中小学实验教学打造,获得质量认证,安全可靠制备纳米纤维;
  • 可精确控制整个装置的温度,实验电压,可设定滚筒转速和静电纺丝距离,可制备不同孔径不同性能的纳米纤维;
  • 可供学生进行创客实验,造物——制备纳米纤维材料;
  • 将制备好的纳米纤维,可配合原子力显微镜进行形貌结构或者性能的检测,可以了解制备的纳米纤维的形貌、长度,粗细,表面粘性等等;
  • 适合与中小学纳米创新实验室,尤其是纳米创客工坊,或中学生物实验室(纳米纤维对生物学有广泛的应用)。


教学案例 制备聚乙烯醇(PVA)纳米纤维
实验目标:学习纳米纤维的制备方法,并对使用超微教学型原子力显微镜对PVA纳米纤维进行检测
实验准备:教学型纳米电纺丝装置、超微教学型原子力显微镜(T-AFM102,可自主选择型号)、聚乙烯醇/PVA颗粒、去离子水、加热器搅拌棒、铝箔纸、玻璃载片、手套等。
实验方法:
1.制备PVA纳米纤维
①开启仪器电源,输入电压;
②打开仪器舱门,安装液管:吸取PVA溶液,并将液管安装在仪器注射系统上;
③将纺丝接收器上包裹铝膜;
④在显示器上设置电纺丝参数:注射溶液容量、喷嘴距离、液管注射速度、桶旋转速度、内腔温度等;
⑤关闭舱门,安全显示灯显示系统正常;
⑥按下系统开关,仪器开始工作;
⑦慢慢增加电压,电压增加到10KV,液滴产生电纺丝。
⑧仪器设置时间完成后,仪器关闭。得到制备完成的纳米纤维样品。
2.使用超微教学型原子力显微镜检测制备出的纳米纤维
①剪取一片PVA纳米纤维的铝膜,贴在检测基片上;
②放到T-AFM102仪器上检测;
③得到纳米纤维的形貌结构图,并分析。


实验结果——检测图片

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确认制备得到PVA纳米纤维,分析PVA纳米纤维的AFM形貌结构图:纳米纤维错综复杂,形貌起伏大概在60nm左右。

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利用获取到的AFM图像(计算平均数)测量纤维直径,测得纳米纤维的直接大概在80nm。

 

纳米纤维
纳米纤维:主要指两种,一是严格意义上的纳米纤维,即纳米尺寸的纤维,一般指纤维直径小于100nm的纤维,另一概念是将纳米微粒填充到纤维中,对纤维进行改性采用性能不同的纳米微粒,可开发抗菌。阻燃、防紫外、远红外、抗静电、电磁屏蔽等各种功能性纤维。

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将纤维直径从10um减少至10nm,预计能使聚合物纤维的灵活性增加一百万倍

 

应用范围:

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