貝塔注射泵在高壓靜電紡絲的應(yīng)用

貝塔注射泵在高壓靜電紡絲的應(yīng)用簡介:

靜電紡絲即在高壓靜電下用聚合物溶液進(jìn)行紡絲的過程。靜電紡絲可以制備直徑在幾十到幾百納米的纖維，產(chǎn)品具有較高的孔隙率和較大的比表面積，成分多樣化，直徑分布均勻，在生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境工程以及紡織等領(lǐng)域具有很高的應(yīng)用價值。常見的靜電紡絲納米纖維在過濾以及個體防護(hù)方面可以用于水處理、防護(hù)服、口罩等；在傳感器領(lǐng)域可以用作電阻傳感器、光學(xué)傳感器等；在化工領(lǐng)域可以用于催化劑等；在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域可以用于傷口敷料、組織工程支架、藥物載體等。

高壓靜電紡絲技術(shù)：

靜電紡絲是通過對聚合物溶液施加外加電場，在高壓靜電下(幾千伏至幾十萬伏高壓)，制備聚合物纖維的紡絲技術(shù)。用靜電紡絲法制得的纖維比傳統(tǒng)的紡絲法制得的纖維細(xì)的多，直徑一般在幾十納米至幾微米之間，最小直徑可以達(dá)到1nm。

          靜電紡絲

      在靜電紡絲過程中，一般將紡絲針頭接高壓電正極，與針頭保持一定距離的接收板或接收器接負(fù)極。在表面張力作用下聚合物溶液在針頭處呈球狀液滴，隨著電壓增大，液滴表面電荷密度增大，當(dāng)靜電力大于表面張力，噴絲口表面的液滴被拉長，當(dāng)達(dá)到臨界電壓時，液體就會從球狀變?yōu)殄F狀，即泰勒錐。隨著電壓繼續(xù)增大，當(dāng)靜電力大于平衡臨界值后，液體克服噴頭液滴外表面張力，向接收器運(yùn)動，運(yùn)動過程中進(jìn)行加速，多次拉伸分裂，最后在接收器上形成納米纖維。 

靜電紡絲裝置示意圖:

靜電紡絲的裝置主要由注射泵、注射器、高壓電源以及接收裝置組成。其中，高壓電源的正極與負(fù)極分別與注射器針頭和接收裝置相連，而接收裝置的形式也是多樣化的，可以是靜止的平面、高速轉(zhuǎn)動的滾筒、圓盤，或特殊形狀的支架模具等。紡絲的參數(shù)設(shè)置、環(huán)境條件等對紡絲的效果影響至關(guān)重要。

                                       典型靜電紡絲裝置圖—平行式 

靜電紡絲影響因素:

影響靜電紡絲的因素和工藝參數(shù)有很多，可以歸為2類：①體系因素，包括聚合物的分子質(zhì)量、分子質(zhì)量分布和溶劑性質(zhì)如（粘度、電導(dǎo)率、介電常數(shù)和表面張力）等；②電紡工藝參數(shù)，包括施加的電場強(qiáng)度、溶液濃度、溶液流動速率、噴絲口的尺寸、噴絲口與接收器的距離和環(huán)境條件（溫度、濕度、空氣流動速率）等。其中溶劑的選擇、注射速度的穩(wěn)定、溶液濃度、施加的電場強(qiáng)度與噴絲口與接收器的距離是影響紡絲的主要因素。

客戶應(yīng)用:

客戶  國內(nèi)某高校生物工程實驗室

應(yīng)用  用高壓靜電紡絲技術(shù)制備納米纖維材料的人造器官模組

客戶采用貝塔RSP01-B注射泵在20kV高壓下，以1mL/h的流速均勻推注聚合物溶液至接收器，紡制出直徑為十幾納米的納米纖維，構(gòu)建人造器官模組，用于器官的修復(fù)研究。

客戶需求:

注射泵可進(jìn)行微量液體的注射，流量要求為1mL/h，流量可調(diào)節(jié)。

注射過程注射速度穩(wěn)定、連續(xù)。

注射泵可在高壓靜電場穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

客戶價值:

貝塔實驗室注射泵RSP01-B提供高精度的微量注射，通過裝配10uL至200mL注射器，可實現(xiàn)流量范圍0.000157uL/min-1180.462mL/min (具體流量與所采用注射器內(nèi)徑相關(guān))。流量可調(diào)節(jié)并具有流量校準(zhǔn)功能，提高流量精度，使流量與所加電壓以及紡絲接受裝置的動作相相匹配，有助于形成穩(wěn)定泰勒堆，減小纖維直徑。

貝塔實驗室注射泵RSP01-B采用先進(jìn)的步進(jìn)電機(jī)微步控制技術(shù)，進(jìn)一步降低電機(jī)的步距角，消除流體的脈動，實現(xiàn)流體的平穩(wěn)、均勻、連續(xù)注射，有利于紡制出形態(tài)均勻的纖維，減少珠節(jié)物等對纖維性能的影響。

貝塔實驗室注射泵RSP01-B具有強(qiáng)大的電磁兼容性能，可在30kV甚至更高的高壓靜電場穩(wěn)定可靠運(yùn)行，有助于加快紡絲速度，減小纖維直徑。

貝塔提供多種實驗室注射泵，以滿足多種應(yīng)用需求。RSP02-B具有2通道，可同步注射兩種液體，有助于實現(xiàn)同軸紡絲。RSP01-BD/RSP01-BG2系列注射泵具有分體式執(zhí)行單元，執(zhí)行單元體積小巧，重量輕，易于安裝在實驗支架上，便于實驗裝置的布局安排。

      靜電紡絲是最簡單高效制備納米纖維的基本技術(shù)。通過靜電紡絲制備的納米纖維在化學(xué)，物理學(xué)，生物醫(yī)學(xué)等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和高科技領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用并且具有很好的潛在開發(fā)前景，未來需要開展更系統(tǒng)的實驗研究，使靜電紡絲技術(shù)在更加廣泛的領(lǐng)域里發(fā)揮出更為重要的作用