兰格注射泵在高压静电纺丝的应用

 
 

       静电纺丝是通过对聚合物溶液施加外加电场，在高压静电下(几千伏至几十万伏高压)，制备聚合物纤维的纺丝技术。用静电纺丝法制得的纤维比传统的纺丝法制得的纤维细的多，直径一般在几十纳米至几微米之间，最小直径可以达到1nm。

  

                                                                                           静电纺丝
  

      在静电纺丝过程中，一般将纺丝针头接高压电正极，与针头保持一定距离的接收板或接收器接负极。在表面张力作用下聚合物溶液在针头处呈球状液滴，随着电压增大，液滴表面电荷密度增大，当静电力大于表面张力，喷丝口表面的液滴被拉长，当达到临界电压时，液体就会从球状变为锥状，即泰勒锥。随着电压继续增大，当静电力大于平衡临界值后，液体克服喷头液滴外表面张力，向接收器运动，运动过程中进行加速，多次拉伸分裂，最后在接收器上形成纳米纤维。 
 

 
 

      静电纺丝的装置主要由注射泵、注射器、高压电源以及接收装置组成。其中，高压电源的正极与负极分别与注射器针头和接收装置相连，而接收装置的形式也是多样化的，可以是静止的平面、高速转动的滚筒、圆盘，或特殊形状的支架模具等。纺丝的参数设置、环境条件等对纺丝的效果影响至关重要。

                                                                   典型静电纺丝装置图—平行式 
 

 
 

      影响静电纺丝的因素和工艺参数有很多，可以归为2类：①体系因素，包括聚合物的分子质量、分子质量分布和溶剂性质如（粘度、电导率、介电常数和表面张力）等；②电纺工艺参数，包括施加的电场强度、溶液浓度、溶液流动速率、喷丝口的尺寸、喷丝口与接收器的距离和环境条件（温度、湿度、空气流动速率）等。其中溶剂的选择、注射速度的稳定、溶液浓度、施加的电场强度与喷丝口与接收器的距离是影响纺丝的主要因素。

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客户应用

客户  国内某高校生物工程实验室

应用  用高压静电纺丝技术制备纳米纤维材料的人造器官模组

客户采用兰格LSP01-3A注射泵在20kV高压下，以1mL/h的流速均匀推注聚合物溶液至接收器，纺制出直径为十几纳米的纳米纤维，构建人造器官模组，用于器官的修复研究。

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客户需求 
 

注射泵可进行微量液体的注射，流量要求为1mL/h，流量可调节。

注射过程注射速度稳定、连续。

注射泵可在高压静电场稳定可靠运行。

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兰格方案

 


实验室注射泵LSP01-3A+5mL注射器

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客户价值

兰格实验室注射泵LSP01-3A提供高精度的微量注射，通过装配10uL至60mL注射器，可实现流量范围1nL/min-43.349mL/min (具体流量与所采用注射器内径相关)。流量可调节并具有流量校准功能，提高流量精度，使流量与所加电压以及纺丝接受装置的动作相相匹配，有助于形成稳定泰勒堆，减小纤维直径。

兰格实验室注射泵LSP01-3A采用先进的步进电机微步控制技术，进一步降低电机的步距角，消除流体的脉动，实现流体的平稳、均匀、连续注射，有利于纺制出形态均匀的纤维，减少珠节物等对纤维性能的影响。

兰格实验室注射泵LSP01-3A具有强大的电磁兼容性能，可在30kV甚至更高的高压静电场稳定可靠运行，有助于加快纺丝速度，减小纤维直径。

兰格提供多种实验室注射泵，以满足多种应用需求。LSP02-2B具有2通道，可同步注射两种液体，有助于实现同轴纺丝。TJ系列注射泵具有分体式执行单元，执行单元体积小巧，重量轻，易于安装在实验支架上，便于实验装置的布局安排。

通过静电纺丝制备的纳米纤维在化学，物理学，生物医学等传统产业和高科技领域都有广泛的应用并且具有很好的潜在开发前景，未来需要开展更系统的实验研究，使静电纺丝技术在更加广泛的领域里发挥出更为重要的作用。