收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

电纺纳米纤维运动学建模与仿真

王红莲  
【摘要】: 静电纺丝技术简单、制造成本低、电纺丝纳米纤维性能优越,在柔性电子、生物医学和MEMS等领域受到了广泛的关注。由于电纺丝过程的不稳定和影响因素的不确定性,如何实现静电纺丝纳米纤维的可控沉积一直是静电纺丝技术应用研究的难题和关键。 本文针对电纺丝过程纳米纤维空间运动和沉积规律展开研究。讨论了收集板上已沉积纳米纤维对后续运动纤维的力学关系,通过数学建模仿真了纳米纤维的空间运动和沉积过程。 首先,建立刚性纳米纤维运动学模型进行纳米纤维运动仿真。刚性纳米纤维与收集板接触之前,纤维运动包含了平动和转动两个部分;当刚性纤维接触到收集板后,纤维运动只存在转动的运动形式,这两种运动形式共同构成了静电纺丝过程射流/纤维的螺旋和鞭动过程。 进行纳米纤维运动学分析,讨论了各工艺参数的影响权重。结果表明施加电压和电极间距是纳米纤维运动的主要影响因素。随着电极间距的减小,刚性纳米纤维运动距离将随之迅速减小,通过减小电极间距有利于实现纤维的可控沉积,与近场静电纺丝原理相符。 基于Maxwell粘弹性力学理论建立了柔性纳米纤维运动学仿真模型,分析了柔性纳米纤维的空间运动状态和沉积规律。讨论了纤维运动中螺旋与鞭动状态与电极间距的关系,当电极间距小于3mm时,纤维运动过程中螺旋与鞭动将明显减少,有利于获得有序纳米纤维;收集板导电率越小,已沉积纤维电荷导走速度越小,已沉积纤维的电荷排斥力对后续纳米纤维沉积过程的影响增强,较难以获得有序纳米纤维;聚合物溶液浓度增大,纳米纤维分布将变得更加密集有序。开展近场静电纺丝实验研究,验证了柔性纳米纤维仿真模型的准确性。 通过静电纺丝纳米纤维的运动学仿真分析,讨论了静电纺丝纳米纤维空间运动状态和沉积规律,进一步加深了近场静电纺丝技术的理解,为以后的应用研究提供了较好的理论基础。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘莉;董相廷;王进贤;车红锐;;静电纺丝技术制备Y_2O_3纳米纤维[J];长春理工大学学报(自然科学版);2007年03期
2 李跃军;曹铁平;王长华;;BiOCl纳米纤维制备及光催化性能研究[J];广西师范大学学报(自然科学版);2010年04期
3 尹桂波;;静电纺纳米纤维支架在组织工程中的应用进展[J];南通纺织职业技术学院学报;2007年02期
4 王汉昌;韩强;董绪华;李晓天;;静电纺丝方法制备Ce_xZr_(1-x)O_2(x=0.5)纳米纤维[J];青岛大学学报(自然科学版);2008年02期
5 车红锐;董相廷;刘莉;王进贤;;静电纺丝技术制备Y_2O_3∶Eu~(3+)纳米纤维[J];稀土;2008年06期
6 王少锋;左芳芳;;静电纺非织造技术及其应用浅析[J];福建轻纺;2010年04期
7 穆海岩;;静电纺非织造技术及其应用[J];江苏纺织;2010年05期
8 隋春红;龚剑;孙永玲;;α-K_7P_2W_(17)FeO_(61)纳米纤维的制备与表征[J];光谱实验室;2010年06期
9 李岩,黄争鸣;尼龙6/66/1010三聚体的静电纺丝(英文)[J];合成橡胶工业;2005年04期
10 顾德;吴丽莉;刘丽芳;俞建勇;;静电纺丝过程中的非稳定性研究[J];合成纤维工业;2006年02期
11 王娇娜;李从举;;TPEE电纺纳米纤维无纺布的制备研究[J];化工新型材料;2009年11期
12 孙宁;隋坤艳;杨春嘉;单鑫;夏延致;;PAN/MWNTs纳米纤维薄膜的制备和性能(英文)[J];合成纤维工业;2008年03期
13 黄恒梅;王孝军;张刚;赵小川;王波;杨杰;;聚芳硫醚砜纳米纤维直径的影响因素及其控制[J];高分子材料科学与工程;2008年10期
14 李新松;姚琛;;静电纺丝——从无规纳米纤维膜到取向连续长纱[J];化学通报;2009年07期
15 朱丹丹,李从举,李小宁,张天骄,高绪珊,胥伟华;聚醚砜电纺纳米纤维结构与形态的研究[J];云南大学学报(自然科学版);2005年S1期
16 康卫民;程博闻;庄旭品;任元林;丁长坤;张桂芳;;静电纺氧化铝纳米纤维研究(英文)[J];中山大学学报(自然科学版);2007年S1期
17 夏苏;王政;杨荆泉;吴金辉;;利用静电纺丝技术制备新型生物防护材料[J];合成纤维;2008年01期
18 张华;;纳米纤维的研制与开发进展[J];炼油与化工;2010年05期
19 丁燕怀;张平;龙志林;姜勇;许福;;LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2和LiNi_(3/8)Co_(1/4)Mn_(3/8)O_2纳米纤维的合成与电化学性能[J];稀有金属材料与工程;2009年07期
20 冯玉;Aorigele;周雪松;;木质素/聚丙烯酸酯共混体系的静电纺丝研究[J];中华纸业;2010年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨清彪;王恒国;费晓亮;李耀先;杜建时;;荧光分子功能化的静电纺丝纳米纤维薄膜[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
2 杨彦明;储德清;王立敏;;静电纺丝法在制备纳米纤维中的应用[A];第七届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2007年
3 邓颖杰;卢永凯;龚龑;;胶原蛋白/银复合纳米纤维的静电纺丝制取与纤维断裂研究[A];“力恒杯”第11届功能性纺织品、纳米技术应用及低碳纺织研讨会论文集[C];2011年
4 张慎;杨小平;王林;邓旭亮;;静电纺丝法制备纳米纤维引导组织再生膜[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2007年
5 白雯静;李从举;翟国钧;李小宁;高绪珊;;聚乙烯醇一维连续纳米纤维的电纺制备研究[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(下册)[C];2006年
6 黄恒梅;王孝军;赵小川;王波;张刚;杨杰;;静电纺丝法制备聚芳硫醚砜酰胺纳米纤维[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2007年
7 马刚;邵自强;王文俊;李永红;;静电纺纳米纤维研究及其应用进展[A];铜牛杯第九届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2009年
8 莫秀梅;陈宗刚;李晓强;何创龙;王红声;王胜;;静电纺纳米纤维仿生组织细胞外基质用于组织再生[A];2009年上海市医用生物材料研讨会论文汇编[C];2009年
9 肖斌;卫敏;李从举;赵莉;付中玉;;静电纺丝纳米纤维力学性能的研究[A];第七届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2007年
10 曹惠;邵正中;;高分子量再生丝素蛋白水溶液静电纺丝研究[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 亢海刚;纳米纤维基载体材料的静电纺丝制备及其功能化应用研究[D];华东理工大学;2010年
2 姚永毅;静电纺丝法制备聚合物纳米纤维及其应用[D];四川大学;2004年
3 李尚禹;PAN纳米纤维膜及其载Ag复合物性能研究[D];吉林大学;2008年
4 贺媛;BaTiO_3纳米纤维湿度传感性能的研究[D];吉林大学;2011年
5 王永芝;有机/无机纳米纤维的制备及其性能研究[D];吉林大学;2007年
6 赵一阳;高压静电纺丝技术构筑一维微纳米结构材料[D];吉林大学;2007年
7 徐雄立;新型医用敷料——明胶基抗菌纳米纤维水凝胶的制备及其环境影响研究[D];东华大学;2009年
8 卢晓峰;功能材料一维微纳米结构的构筑与性质研究[D];吉林大学;2007年
9 吴宁;PVAc/TiO_2杂化纳米纤维的制备、结构与性能[D];江南大学;2010年
10 周险峰;静电纺丝法制备ABO_3型钙钛矿复合氧化物微纳米纤维[D];吉林大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 于洪全;悬臂式多金属氧酸盐纳米纤维的制备与表征[D];东北师范大学;2004年
2 李正宇;静电纺丝技术制备稀土离子掺杂氢氧化镧纳米纤维与表征[D];长春理工大学;2009年
3 瞿威;静电纺丝法制备锂离子电池用PVDF/PU纳米纤维隔膜[D];武汉理工大学;2011年
4 车红锐;静电纺丝技术制备稀土复合氧化物发光纳米纤维与表征[D];长春理工大学;2007年
5 王红莲;电纺纳米纤维运动学建模与仿真[D];厦门大学;2009年
6 王晓琳;聚吡咙纳米纤维的制备与性能[D];黑龙江大学;2009年
7 张晓燕;一维稀土化合物纳米纤维的制备与表征[D];山东理工大学;2009年
8 徐群星;两种纳米纤维的制备与表征及其电场取向行为的研究[D];湘潭大学;2008年
9 张新;ZnO纳米纤维材料的制备、表征及发光性质研究[D];东北师范大学;2009年
10 于娜;静电纺丝技术制备无机复合纳米纤维材料[D];东北师范大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 董山峰;我纳米纤维科技及产业正在突围[N];光明日报;2011年
2 记者 郑晓春;以用牛血清蛋白生产纳米纤维[N];科技日报;2008年
3 菲晏;以色列用牛血清蛋白生产纳米纤维[N];中国纺织报;2008年
4 ;能发光的有机纳米纤维问世[N];今日信息报;2003年
5 ;日本开发出可高倍活性纳米纤维技术[N];今日信息报;2003年
6 陈如;纳米纤维素胶体走向产业化[N];中国化工报;2003年
7 邰举;韩国批量生产纳米纤维[N];科技日报;2005年
8 张伟;以色列用牛血清蛋白生产纳米纤维[N];中国纺织报;2009年
9 邱垚 汪南 记者 廖晓生;纳米纤维电池隔膜生产基地奠基[N];南昌日报;2011年
10 胡科;中科院超疏水性纳米纤维问世[N];中国化工报;2003年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978