Language
Country/Area
No result found
1936 года по настоящее время: как развивалась технология электропрядения из расплава и открыла новую эру 3D-печати
Как метод изготовления волокнистых структур, технология электропрядения из расплава постепенно развивалась и расширяла области своего применения с момента ее первого описания в 1936 году, особенно в области тканевой инженерии, текстиля и фильтрационных материалов. Развитие этой технологии не только меняет способ обработки полимеров, но и открывает новые возможности для технологии 3D-печати.
Электропрядение из расплава — это не просто простая обработка полимеров, но и революция в материаловедении, предлагающая решения для различных отраслей промышленности без использования растворителей.
История электропрядения из расплава берет свое начало в 1936 году, когда Чарльз Нортон впервые описал эту технологию. После десятилетий молчания в 1981 году Ларрендо и Мэнли вновь предложили метод электропрядения из расплава в серии статей. Впоследствии, в 2001 году, Райнеке и Лангукун опубликовали реферат конференции, в котором указали на применение электропрядения расплава в вакууме. Со временем эта технология становилась все более и более исследованной. В 2011 году электропрядение расплава было объединено с мобильным коллектором, чтобы предложить новый метод 3D-печати.
Основные принципы технологии электропрядения из расплава
Основной принцип технологии электропрядения из расплава основан на физике электростатического растяжения волокон. Физические свойства расплава полимера при электропрядении из расплава имеют более высокую вязкость по сравнению с электропрядением из раствора, что позволяет вытягиваемой заряженной струе формировать волокна более предсказуемо. При электропрядении из расплава расплавленную заряженную струю необходимо охладить для достижения затвердевания, в то время как электропрядение из раствора основано на испарении растворителя.
Основные параметры электропрядения расплава
1. ТемператураНеобходимо поддерживать определенную температуру, чтобы обеспечить расплавление всего полимера на кончике сопла. По сравнению с электропрядением из раствора длина сопла при электропрядении из расплава относительно короткая. 2. Трафик
Скорость потока является одним из основных параметров, влияющих на диаметр волокна. В общем случае, чем больше скорость потока, тем больше диаметр волокна. При электропрядении из расплава все текущие полимеры собираются, что позволяет избежать проблемы улетучивания растворителя. 3. Молекулярная масса
Молекулярная масса имеет решающее значение для пригодности полимера для электропрядения из расплава. Обычно низкая молекулярная масса (менее 30 000 г/моль) линейных однородных полимеров приводит к разрыву волокон и плохому качеству, в то время как полимеры с высокой молекулярной массой (более 100 000 г/моль) не будут легко проходить через сопло. Во многих отчетах о волокнах, полученных электропрядением из расплава, используются молекулярные массы от 40 000 до 80 000 г/моль. 4. Напряжение
Регулировка напряжения не оказывает большого влияния на диаметр волокна, но для производства высококачественных, стабильных волокон требуется оптимальное напряжение. Напряжение, используемое при электропрядении расплава, колеблется от 0,7 кВ до 60 кВ.
Применение электропрядения из расплава
Технология электропрядения из расплава имеет широкий спектр применения, особенно в тканевой инженерии. Поскольку не используются методы обработки с использованием растворителей, это имеет огромные преимущества в стимуляции пролиферации клеток и восстановлении тканей. Кроме того, электропрядение из расплава также является приемлемым решением для некоторых труднорастворимых полимеров, таких как полипропилен или полиэтилен.
Электропрядение из расплава уже не просто технология производства волокон, оно может стать одной из ключевых технологий, которая изменит ландшафт отрасли.
Тканевая инженерия
Электропрядение из расплава использовалось для обработки биомедицинских материалов, используемых в исследованиях тканевой инженерии. Такой подход расширяет возможности его медицинского применения, позволяя избежать использования токсичных летучих растворителей.
Доставка лекарств
Кроме того, технология электропрядения из расплава также позволяет изготавливать волокна, наполненные лекарственными средствами, для формирования систем доставки лекарств. Это, несомненно, обеспечивает новую технологию разработки фармацевтических препаратов, которая помогает улучшить растворимость лекарственных средств и контролировать скорость высвобождения.
Расплавленное электропрядение
Электропрядение расплава (MEW) использует контролируемый электрический ток для точного осаждения полимерных волокон с целью формирования структур. Этот процесс широко применяется в 3D-печати. Развитие технологии MEW способствовало потенциальному применению высокопроизводительных датчиков, гибких роботов и других видов биотехнологий.
Развитие технологии электропрядения из расплава с 1936 года продемонстрировало захватывающую революцию в материаловедении, а ее внедрение в 3D-печать означает, что будущие технологические инновации будут продолжать развиваться. По мере того, как технология продолжает развиваться, мы можем ожидать, что электропрядение расплава будет использоваться в большем количестве отраслей. Итак, как эта технология изменит нашу повседневную жизнь?
