静电纺丝(制备 PAN 纤维膜) 科普实验指导手册

一、实验简介

本实验围绕聚丙烯腈纤维(PAN)静电纺丝成形 ，通过观察纺丝液、纺丝成型 过程了解织物用的线、纤维的制备过程，了解静电纺丝特点及其影响因素，并感受高弹、高强纤维。

二、实验原理

静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，静电纺丝的基本原理是利用静电力作 为牵引力来制备纳米纤维，针头尖端的液滴在连接至电源的高压输出电极时，会 有大量正电荷聚集在液滴表面，同性电荷的聚集会使得液滴在静电力和表面张力 的作用下产生变形。 当电压超过临界值 VC 时 ，液滴的表面张力将不足以再维 持锥体的稳定，液滴会从锥体尖端破碎并产生带电射流，带电射流在静电场的作 用下沿电场线运动，并在运动中拉伸成丝。带电射流在运动过程中经过电场力的牵引拉伸 ，溶剂不断挥发导致射流变细并固化 ，最终形成固态的纳米纤维。

三、实验仪器和材料

静电纺丝机、聚丙烯腈(PAN)纺丝液和 N,N-二甲基甲酰胺(DMF)。