引入磁場(chǎng)的靜電紡絲技術(shù)及其對(duì)非穩(wěn)態(tài)流動(dòng)控制機(jī)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(jiǎn)單而又經(jīng)濟(jì)，所以該技術(shù)已經(jīng)成為世界競(jìng)相研究的熱點(diǎn)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(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的一個(gè)瓶頸問題。本文以控制帶電噴射流的不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)行為為目的，首次提出磁控靜電紡絲技術(shù)，以期利用磁場(chǎng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)帶電噴射流運(yùn)動(dòng)軌跡的控制。 本文對(duì)磁控

2、靜電紡絲過程進(jìn)行了理論上的研究。通過對(duì)磁控靜電紡絲過程中帶電噴射流的運(yùn)動(dòng)行為及受力狀況的分析，從理論上證實(shí)了磁場(chǎng)對(duì)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(chǎng)和有磁場(chǎng)的條件下，帶電噴射流在下落過程中擺動(dòng)幅度與噴射流運(yùn)動(dòng)距離之間的關(guān)系式。分析結(jié)果表明：引入磁場(chǎng)后，帶電噴射流的擺動(dòng)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(shí)在磁場(chǎng)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(duì)帶電噴射流的運(yùn)動(dòng)模型進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。分別在無磁場(chǎng)和有磁場(chǎng)的情況下，對(duì)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(gè)離散的帶電珠子，珠子之間由粘彈性物質(zhì)相連，分析每個(gè)珠子的受力狀況，在此基礎(chǔ)上，利用matlab軟件計(jì)算出相關(guān)結(jié)果。數(shù)值計(jì)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(dòng)幅度比沒有磁場(chǎng)作用下的擺動(dòng)幅度小；在適當(dāng)?shù)慕邮站嚯x下，磁場(chǎng)對(duì)帶電噴射流的不穩(wěn)定性具