超声波振动磁场耦合辅助微流控纺丝工艺研究

作者：杨翰林; 汪佩; 韦炜; 吴晓^*; 钱慧

来源：毛纺科技, 2023, 51(07): 25-31.

DOI：10.19333/j.mfkj.20221106507

• 纳米纤维
• 微流控纺丝
• 多场耦合
• 超声波振动
• 磁场辅助

为了避免微流控纺丝技术中，纺丝液黏度过高降低纳米纤维的表观质量以及堵塞微流控纺丝通道引发安全事故的问题，提出振动场与磁场耦合辅助作用下的微流控纺丝工艺，并开展了相关实验研究。设计普通微流控纺丝、磁场辅助、超声波振动辅助以及超声波振动与磁场耦合辅助4种微流控纺丝实验方案，对质量分数20%的聚丙烯腈/二甲基甲酰胺(PAN/DMF)纺丝液进行微流控纺丝实验。利用扫描电镜和Instron万能试验机，分析所制备纤维的微观结构、形貌特征与力学性能。结果表明：普通微流控纺丝、磁场辅助、超声波振动辅助以及超声波振动与磁场耦合辅助4种微流控纺丝工艺下的纤维直径范围分别为1.18～2.11μm、1.03～1.92μm、0.62～1.40μm、0.59～1.24μm;方差分别为0.159、0.096、0.053、0.048;相对于普通微流控纺丝，磁场辅助、超声波振动辅助、超声波振动与磁场耦合辅助制备纤维的平均直径分别减小了1.3%、28.7%、47.0%;多场耦合辅助制备纤维的细化程度、均匀性、表观质量以及纤维强力都得到了比较明显的改善，在纺织、服装等传统领域和组织工程、航空航天等高科技领域具有广阔应用前景。

• 单位
  自动化学院; 武汉纺织大学