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El maravilloso mundo del electrohilado por fusión: ¿cómo cambiará esta tecnología las industrias médica y textil?
Con el avance de la tecnología y la ciencia de los materiales, la tecnología de electrohilado por fusión se ha convertido en una innovación importante que ha cambiado las industrias médica y textil. Esta tecnología puede producir estructuras de fibra con alta plasticidad y diversas aplicaciones a través del proceso de fibrización de polímeros fundidos. Este artículo explorará en profundidad la historia, los principios, los factores influyentes y las aplicaciones del electrohilado por fusión en varios campos, especialmente su potencial en ingeniería de tejidos y textiles.
Evolución histórica del electrohilado por fusiónEl nacimiento de la tecnología de electrohilado por fusión fue descrito en una patente por Charles Norton ya en 1936. Desde entonces, el desarrollo de esta tecnología ha experimentado décadas de evolución, y no fue hasta 2001 cuando la investigación científica en este campo empezó a ganar atención.
Aunque las bases del electrohilado de fusión temprano ya estaban ahí, no fue hasta 1981 que Larrondo y Manley lo describieron en detalle en una serie de artículos. En 2001, Reneker y Rangkupan publicaron un resumen de una conferencia sobre la aplicación del electrohilado de fusión en un entorno de vacío, lo que allanó el camino para investigaciones posteriores. En 2011, se propuso la combinación de electrohilado de fusión y colectores dinámicos como una nueva tecnología de impresión 3D, ampliando aún más su ámbito de aplicación.
Principios básicos del electrohilado por fusiónEl núcleo de la tecnología de electrohilado por fusión es utilizar un campo eléctrico para estirar el polímero fundido y formar fibras. Su principio físico es similar al del electrohilado por solución tradicional. Sin embargo, las propiedades físicas de los polímeros fundidos son significativamente diferentes de las de los polímeros en solución, siendo los primeros los que tienen una mayor viscosidad. Durante el proceso de electrohilado en estado fundido, el polímero fundido debe solidificarse rápidamente durante el proceso de enfriamiento, lo que permite que las fibras formadas alcancen diámetros micrométricos.
El electrohilado por fusión se diferencia del electrohilado por solución en que el polímero en estado fundido permite un proceso de formación de fibras más predecible y un control preciso de su diámetro.
Parámetros clave que afectan el electrohilado en estado fundido
- Temperatura: La temperatura mínima requerida para garantizar que el polímero se derrita completamente en la punta de la boquilla.
- Caudal: El caudal es uno de los parámetros más importantes para controlar el diámetro de la fibra. Cuanto mayor sea el caudal, mayor será el diámetro de la fibra.
- Peso molecular: El peso molecular del polímero afecta directamente la viabilidad del electrohilado en estado fundido, y el rango de peso molecular apropiado está entre 40.000 y 80.000 g/mol.
- Voltaje: aunque los cambios en el voltaje tienen poco efecto en el diámetro de la fibra, se requiere un voltaje óptimo para garantizar fibras de alta calidad.
Equipo para electrohilado por fusión
Actualmente existen diversas máquinas de electrohilado por fusión, que utilizan configuraciones tanto verticales como horizontales. También existen diferentes formas de calentar polímeros, incluido el calentamiento eléctrico, aire caliente, etc. Algunos métodos incluso electrohilan filamentos de polímero sólido empujándolos hacia un láser para fundirlos.
Potencial de aplicación del electrohilado por fusiónLas aplicaciones del electrohilado por fusión abarcan muchos campos, especialmente en medicina y textiles. Al no utilizar disolventes, su aplicación en ingeniería de tejidos tiene la ventaja de no ser tóxica. Las fibras producidas mediante electrohilado por fusión se pueden utilizar como biomateriales y luego emplearse para fabricar andamios de tejidos con funciones de matriz extracelular.
En el campo de la administración de fármacos, la tecnología de electrohilado por fusión puede producir fibras cargadas de fármacos para lograr una liberación controlada del fármaco, lo que tiene amplias perspectivas.
