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Incredibile contrasto tra l'elettrospinning fuso e l'elettrospinning tradizionale: sai come differiscono nel loro processo di produzione?
Nella moderna tecnologia di produzione, l'elettrospinning di fusione è diventata gradualmente una tecnologia altamente attraente, nota per le sue potenziali applicazioni in biomedica, tessile e filtrazione.Rispetto alla tradizionale tecnologia di elettrospinning di soluzione, l'elettrospinning fuso presenta diversi vantaggi significativi, rendendo più ampie le sue prospettive di applicazione nella scienza dei materiali.
L'elettrospinning modificato è una tecnologia di elaborazione che produce strutture fibrose dalle scioglimenti dei polimeri.
La caratteristica dell'elettrospinning fuso è che non utilizza solventi volatili, quindi è particolarmente importante in alcune applicazioni, in particolare preoccupazioni per quanto riguarda la tossicità e l'accumulo di solventi.Lo sviluppo di questa tecnologia risale al 1936, quando Charles Norton descrisse per la prima volta il concetto di elettrospinning fuso.Ma non è stato fino al 1981 che Larrondo e Manley hanno discusso in dettaglio la tecnica in una serie di articoli.Nel tempo, le relative ricerche sull'elettrospinning di fusione sono emerse una dopo l'altra, fino al 2011, quando questa tecnologia è stata persino proposta come una nuova tecnologia di stampa 3D.
i principi di base dell'elettrospinning fuso
I principi fisici dell'elettrospinning fuso sono gli stessi di quelli del tradizionale allungamento delle fibre di elettrospinning.La differenza è che le proprietà fisiche della fusione polimerica sono molto diverse da quelle della soluzione polimerica.I polimeri fusi sono più viscosi delle soluzioni polimeriche e, nell'elettrospinning di fusione, il processo di getto elettrochimico è più prevedibile.Lo scioglimento del getto richiede il raffreddamento per solidificarsi, mentre l'elettrospinning dipende dall'evaporazione del solvente.
Parametri di processo
temperatura
Quando viene eseguita l'elettrospinning che si scioglie, una certa temperatura deve essere mantenuta per garantire che il polimero rimanga fuso sulla punta dell'ugello.In genere, la lunghezza dell'ugello è relativamente breve, il che è cruciale per il controllo dell'intero tempo di processo.
portata
Il parametro più importante per controllare il diametro della fibra è la portata dell'alimentazione del polimero nell'ugello.In generale, maggiore è la portata, maggiore è il diametro della fibra.A differenza dell'elettrospinning di soluzione tradizionale, il polimero utilizzato per l'elettrospinning fuso viene quasi completamente raccolto, il che aiuta a migliorare l'efficienza del processo.
Peso molecolare
Il peso molecolare del polimero è cruciale per il successo dell'elettrospinning di fusione.Per polimeri lineari uniformi, pesi molecolari troppo bassi (ad esempio inferiori a 30.000 g/mol) possono causare danni e perdita di massa delle fibre.L'alto peso molecolare (come oltre 100.000 g/mol) può affrontare difficoltà di flusso quando si passa attraverso l'ugello.Nell'elettrospinning di fusione, è generalmente raccomandato di utilizzare polimeri tra 40.000 e 80.000 g/mol.
tensione
Il modo in cui viene modificata la tensione ha scarso effetto sul diametro della fibra risultante, ma il rapporto afferma che esiste la tensione ottimale necessaria per garantire ancora le fibre di alta qualità e coerenti.Le tensioni utilizzate per l'elettrospinning di fusione vanno da 0,7 kV a 60kV.
polimeri usati
Il polimero richiesto per l'elettrospinning di fusione dovrebbe avere un punto di fusione o una temperatura di transizione del vetro (TG), il che significa che alcuni polimeri termoset (come la celluloide) e alcuni polimeri bioderiti (come il collagene) non sono adatti a questo.I polimeri elettrospun fusa frequentemente usati includono policoprolattone, acido polilattico e poli (acido lattico-acido glicolico), ecc.
campi di applicazione
L'elettrospinning di fusione ha potenziali applicazioni simili all'elettrospinning convenzionale, ma l'assenza di solventi tossici lo rende particolarmente importante nei campi correlati biomedici.Nel campo dell'ingegneria dei tessuti, l'elettrospinning fuso viene utilizzata per trattare i materiali biologici, evitando il potenziale danno causato dall'uso di solventi volatili.Inoltre, l'elettrospinning fuso può anche essere utilizzato per effettuare portatori di farmaci per un rilascio di farmaci più efficiente.
ingegneria di tisolazione
Nel campo dell'ingegneria tissutale, l'elettrospinning fuso viene utilizzato per elaborare materiali biomedici.Evitando solventi volatili tossici, ciò aiuta a condurre ricerche pertinenti.Le fibre prodotte dall'elettrospinning fuso possono costruire impalcature di tessuti di varie dimensioni, promuovendo così la penetrazione cellulare e la generazione di esomatrici.
Deliverità farmacologica
Inoltre, la tecnologia dell'elettrospinning di fusione può anche preparare le fibre medicinali per il rilascio di farmaci.Questa tecnologia si trova in un forte slancio nel campo della farmacia perché può combinare i vantaggi del solvente per eseguire efficacemente la diffusione in fase solida o la preparazione della soluzione in fase solida di farmaci per promuovere la dissoluzione dei farmaci.
Scrittura di elettrospinning fluido
Inoltre, la scrittura di elettrospinning di fusione utilizza percorsi di elettrospinning di fusione prevedibili in modo che le fibre polimeriche possano essere depositate accuratamente sul collettore.Quando il collettore si muove a velocità sufficiente, le fibre elettrospun fuse possono essere depositate in modo impilato.Questo approccio consente di produrre complesse strutture sequenziali e considera la scrittura di elettrospinning fusa come una categoria di tecniche di stampa 3D.
Sulla base di quanto sopra, la tecnologia dell'elettrospinning di fusione ha mostrato un grande potenziale in molti campi e il suo ambito di applicazione continuerà senza dubbio ad espandersi in futuro.Con l'aumento della domanda di nuovi materiali, possiamo aspettarci che la tecnologia dell'elettrospinning fuso porti una maggiore innovazione e cambiamenti nel settore manifatturiero?
