Language
Country/Area
No result found
Tại sao quay điện nóng chảy có thể tạo ra vật liệu mới trong môi trường không độc hại? Cơ sở khoa học đằng sau nó là gì?
Với nhận thức ngày càng cao về bảo vệ môi trường, nhiều lĩnh vực sản xuất cam kết tìm kiếm quy trình xử lý nguyên liệu không độc hại. Công nghệ quay điện nóng chảy là một trong những công nghệ hàng đầu. Công nghệ này không chỉ có thể tạo ra các cấu trúc sợi một cách hiệu quả mà còn có thể thực hiện điều đó mà không cần sử dụng dung môi dễ bay hơi, mang lại những khả năng mới cho ngành.
Bối cảnh lịch sử của công nghệ quay điện nóng chảy
Công nghệ quay điện nóng chảy được cấp bằng sáng chế lần đầu tiên bởi Charles Norton vào năm 1936. Tuy nhiên, phải đến năm 1981, Larondo và Manley mới mô tả chi tiết công nghệ này trong ba tài liệu nghiên cứu. Với việc nghiên cứu khoa học ngày càng sâu rộng, công nghệ này lại thu hút sự chú ý vào năm 2001 và một số nghiên cứu ứng dụng đã được tiến hành. Năm 2011, sự kết hợp giữa công nghệ quay điện nhiệt hạch và bộ thu di động đã chính thức được đề xuất như một phương pháp in 3D mới.
Nguyên tắc cơ bản của công nghệ quay điện nóng chảy
Các nguyên tắc vật lý cơ bản của quá trình quay điện nóng chảy cũng giống như quá trình kéo sợi tĩnh điện, nhưng nó sử dụng chất nóng chảy polyme chứ không phải dung dịch. Chất polyme nóng chảy thường nhớt hơn dung dịch, cho phép các tia phân cực điện đi theo những đường đi có thể dự đoán được. Các tia nóng chảy cần được làm mát để đông đặc, trái ngược với phương pháp quay điện dung dịch, phụ thuộc vào sự bay hơi.
Các thông số chính của quay điện nóng chảy
Nhiệt độ
Để đảm bảo polyme nóng chảy hoàn toàn, phải duy trì nhiệt độ tối thiểu phù hợp. Chiều dài của máy quay ngắn hơn so với quay điện dung dịch, đây cũng là một yếu tố không thể bỏ qua.
Giao thông
Thông số quan trọng nhất kiểm soát đường kính sợi là tốc độ dòng polymer qua máy kéo sợi. Nói chung, tốc độ dòng chảy càng lớn thì đường kính sợi càng lớn.
Trọng lượng phân tử
Trọng lượng phân tử của polyme cũng quyết định liệu nó có thể tan chảy bằng điện quay hay không. Các polyme đồng nhất tuyến tính dưới 30.000 g/mol sẽ cho chất lượng sợi kém, trong khi trọng lượng phân tử cao trên 100.000 g/mol sẽ khó chảy qua máy kéo sợi.
Điện áp
Việc điều chỉnh điện áp ít ảnh hưởng đến đường kính sợi nhưng cần đảm bảo điện áp tối ưu để tạo ra sợi chất lượng cao.
Thiết bị quay điện nóng chảy
Có nhiều thiết kế khác nhau khi sản xuất máy kéo sợi điện nhiệt hạch, với cả thiết bị được gắn theo chiều dọc hoặc chiều ngang và nhiều tùy chọn nguồn nhiệt bao gồm lò sưởi điện, khí nóng và lò sưởi tuần hoàn.
Có liên quan đến vật liệu polyme
Công nghệ quay điện nóng chảy chủ yếu được sử dụng cho các polyme có điểm nóng chảy hoặc nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh. Các polyme quay điện nóng chảy phổ biến bao gồm:
Polycaprolactone, axit polylactic, poly(axit lactic-axit glycolic), polymethacrylate, polyetylen, polypropylen, v.v.
Ứng dụng quay điện nóng chảy
Kỹ thuật mô
Trong sản xuất vật liệu y sinh, quay điện nóng chảy được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu kỹ thuật mô vì nó không yêu cầu sử dụng dung môi. Sợi được tạo ra bằng công nghệ quay điện nóng chảy có thể tạo thành một giàn giáo tốt cho tế bào, từ đó thúc đẩy sự phát triển của tế bào và hình thành ma trận bên ngoài.
Giao thuốc
Công nghệ quay điện nóng chảy cũng có thể tạo ra các sợi chứa thuốc. Công nghệ bào chế mới này có thể đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát độ hòa tan của thuốc và kết hợp các ưu điểm của ép đùn dung môi và quay điện.
Viết quay điện nóng chảy (MEW)
Kéo điện nóng chảy là phương pháp in 3D cho phép lắng đọng sợi chính xác để tạo ra các cấu trúc phức tạp bằng cách kiểm soát tốc độ di chuyển của bộ thu.
Tầm nhìn tương lai
Sự phát triển liên tục của công nghệ quay điện nóng chảy mang lại khả năng vô tận cho việc tạo ra các vật liệu mới, điều này không chỉ thay đổi bộ mặt của khoa học vật liệu mà còn có thể có tác động sâu sắc đến việc tối ưu hóa môi trường. Tuy nhiên, trong khi thúc đẩy các công nghệ mới, chúng ta cũng nên suy nghĩ: Liệu công nghệ vật liệu trong tương lai có thực sự tích hợp với sự phát triển bền vững và mang lại lợi ích cho nhân loại không?
