Công nghệ kéo sợi tĩnh điện áp cao là phương tiện chính để chuẩn bị vật liệu sợi micronanomet. Nó có ứng dụng rộng rãi trong y sinh học, lọc, năng lượng, cảm biến và các lĩnh vực khác. Máy kéo sợi tĩnh điện cao áp vượt qua sức căng bề mặt của dung dịch polymer hoặc tan chảy bằng lực trường tĩnh điện cao áp, do đó tạo thành và kéo dài sợi. Thiết bị này liên quan đến điện áp cao, dung môi hữu cơ và các yếu tố nguy cơ khác, đặc điểm kỹ thuật và ổn định của quá trình hoạt động của nó trực tiếp xác định hình dạng, đường kính và hiệu suất của vật liệu sợi. Do đó, tuân thủ nghiêm ngặt các quy tắc hoạt động là điều kiện tiên quyết cho sự an toàn và thành công của thử nghiệm.

　　I. Chuẩn bị trước khi thử nghiệm: cấu hình an toàn và chính xác

1. Bảo vệ an toàn là ưu tiên hàng đầu: bạn phải làm quen với vị trí nút dừng khẩn cấp của thiết bị trước khi vận hành. Toàn bộ quá trình thí nghiệm cần đeo găng tay cách nhiệt, đảm bảo mặt bàn làm việc khô ráo sạch sẽ. Môi trường nên được thông gió tốt để tránh tích tụ hơi dung môi hữu cơ. Nghiêm cấm chạm vào vùng áp suất cao trong khi thiết bị đang hoạt động.

2. Công thức và kiểm tra dung dịch: Công thức chính xác của dung dịch polymer là cơ sở để kéo sợi thành công. Chọn dung môi thích hợp để đảm bảo rằng polymer được hòa tan hoàn toàn, tạo thành một chất lỏng kéo sợi đồng nhất, không có bong bóng, có độ nhớt và độ dẫn thích hợp. Nên sử dụng dung dịch sau khi để yên và bong bóng.

3. Lắp ráp máy kéo sợi tĩnh điện cao áp với cài đặt trước thông số:

① Lắp đặt ống tiêm: nạp dung dịch lọc vào ống tiêm sạch, lắp đặt kim phẳng với thông số kỹ thuật phù hợp. Cố định ống tiêm vững chắc trên bơm tiêm, đảm bảo đẩy thanh trơn tru.

② Cài đặt thiết bị tiếp nhận: Chọn và cài đặt thiết bị tiếp nhận theo nhu cầu ứng dụng sợi và điều chỉnh khoảng cách từ đầu kim.

③ Các thông số thiết lập sơ bộ: Các thông số chính bao gồm:

Nguồn điện áp cao: Thiết lập điện áp ban đầu, tuân theo nguyên tắc "từ thấp đến cao".

Tốc độ bơm tiêm: Thiết lập tốc độ đẩy thấp hơn để đảm bảo sự hình thành ổn định của hình nón Taylor trong giọt.

Khoảng cách nhận: thường được đặt trong phạm vi 10-20cm.

　　II. Quá trình quay: điều chỉnh tốt và giám sát thời gian thực

1. Khởi động và quan sát:

① Đầu tiên khởi động bơm tiêm, quan sát thấy một lượng nhỏ giọt từ từ chảy ra từ đầu kim.

② Sau đó, bạn có thể bật nguồn điện áp cao và từ từ nâng điện áp. Quan sát chặt chẽ sự thay đổi của các giọt kim tiêm: Khi điện áp đạt đến giá trị tới hạn, các giọt được kéo dài từ hình cầu thành một "hình nón Taylor" độc đáo và bắn ra một hoặc nhiều tia ổn định từ đầu hình nón.

2. Quy định quá trình:

① Đánh giá ổn định: biểu hiện kéo sợi thành công là sự ổn định của máy bay phản lực, không dao động mạnh hoặc bắn tung tóe giọt. Sợi phải được lắng đọng đồng đều trên thiết bị tiếp nhận.

② Tối ưu hóa thông số: Nếu máy bay phản lực không ổn định, giọt chất lỏng rơi hoặc nhiều máy bay phản lực xuất hiện, cần điều chỉnh điện áp, tốc độ đẩy hoặc khoảng cách nhận. Quá trình này cần kiên nhẫn lặp đi lặp lại để tìm ra tổ hợp tham số tốt nhất.

③ Kiểm soát môi trường: chú ý đến nhiệt độ và độ ẩm trong phòng thí nghiệm, những yếu tố này sẽ ảnh hưởng đến tốc độ bay hơi của dung môi, do đó ảnh hưởng đến hình dạng sợi.

　　B5-03=giá trị thông số Ki, (cài 3)

1. Thứ tự tắt đặc điểm kỹ thuật: Sau khi kết thúc thí nghiệm, điện áp cung cấp điện áp cao phải được giảm từ từ về 0 và tắt nguồn điện áp cao, đợi một thời gian để đảm bảo giải phóng toàn bộ điện áp cao trước khi đóng bơm tiêm. Nghiêm cấm dừng bơm tiêm trực tiếp hoặc chạm vào hệ thống ở trạng thái mở áp suất cao.

2. Thu thập và mô tả sợi: Cẩn thận loại bỏ màng sợi hoặc bó sợi trên thiết bị tiếp nhận để xử lý tiếp theo. Đường kính và hình dạng của sợi được mô tả bằng các thiết bị như kính hiển vi điện tử quét (SEM) để đánh giá hiệu ứng kéo sợi và hướng dẫn tối ưu hóa thông số tiếp theo.

3. Máy kéo sợi tĩnh điện cao áp làm sạch và bảo trì:

① Rửa ống tiêm, kim kịp thời để ngăn chặn polymer đông cứng và tắc nghẽn.

② Lau các điện cực điện áp cao và các bộ phận khác bằng rượu để giữ cho thiết bị sạch sẽ và khô ráo.

③ Kiểm tra tính toàn vẹn của cáp điện áp cao thường xuyên để đảm bảo thiết bị được nối đất tốt.

Kết luận

Kéo sợi tĩnh điện áp cao vừa là một môn khoa học vừa là một nghệ thuật. Từ việc nắm bắt tính chất của dung dịch, điều tiết phối hợp giữa các thông số đến quan sát nhạy bén về hành vi của máy bay phản lực, mọi chi tiết đều rất quan trọng. Tuân thủ nghiêm ngặt quy trình hoạt động này, không chỉ đảm bảo an toàn cá nhân và thiết bị, mà còn là nền tảng để có được vật liệu sợi nano lý tưởng và thúc đẩy nghiên cứu ứng dụng tiên tiến. Chỉ có cẩn thận tỉ mỉ, mới có thể khống chế lực tĩnh điện, dệt ra thế giới vi nạp tính năng xuất sắc.