蘭格注射泵在高壓靜電紡絲的應用

 
 

       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。用靜電紡絲法制得的纖維比傳統的紡絲法制得的纖維細的多，直徑一般在幾十納米至幾微米之間，最小直徑可以達到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，當靜電力大于表面張力，噴絲口表面的液滴被拉長，當達到臨界電壓時，液體就會從球狀變為錐狀，即泰勒錐。隨著電壓繼續增大，當靜電力大于平衡臨界值后，液體克服噴頭液滴外表面張力，向接收器運動，運動過程中進行加速，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、高速轉動的滾筒、圓盤，或特殊形狀的支架模具等。紡絲的參數設置、環境條件等對紡絲的效果影響至關重要。

                                                                   典型靜電紡絲裝置圖—平行式 
 

 
 

      影響靜電紡絲的因素和工藝參數有很多，可以歸為2類：①體系因素，包括聚合物的分子質量、分子質量分布和溶劑性質如（粘度、電導率、介電常數和表面張力）等；②電紡工藝參數，包括施加的電場強度、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、注射速度的穩定、溶液濃度、施加的電場強度與噴絲口與接收器的距離是影響紡絲的主要因素。

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客戶應用

客戶  國內某高校生物工程實驗室

應用  用高壓靜電紡絲技術制備納米纖維材料的人造器官模組

客戶采用蘭格LSP01-3A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，構建人造器官模組，用于器官的修復研究。

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客戶需求 
 

注射泵可進行微量液體的注射，流量要求為1mL/h，流量可調節。

注射過程注射速度穩定、連續。

注射泵可在高壓靜電場穩定可靠運行。

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蘭格方案

 


實驗室注射泵LSP01-3A+5mL注射器

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客戶價值

蘭格實驗室注射泵LSP01-3A提供高精度的微量注射，通過裝配10uL至60mL注射器，可實現流量范圍1nL/min-43.349mL/min (具體流量與所采用注射器內徑相關)。流量可調節并具有流量校準功能，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，有助于形成穩定泰勒堆，減小纖維直徑。

蘭格實驗室注射泵LSP01-3A采用先進的步進電機微步控制技術，進一步降低電機的步距角，消除流體的脈動，實現流體的平穩、均勻、連續注射，有利于紡制出形態均勻的纖維，減少珠節物等對纖維性能的影響。

蘭格實驗室注射泵LSP01-3A具有強大的電磁兼容性能，可在30kV甚至更高的高壓靜電場穩定可靠運行，有助于加快紡絲速度，減小纖維直徑。

蘭格提供多種實驗室注射泵，以滿足多種應用需求。LSP02-2B具有2通道，可同步注射兩種液體，有助于實現同軸紡絲。TJ系列注射泵具有分體式執行單元，執行單元體積小巧，重量輕，易于安裝在實驗支架上，便于實驗裝置的布局安排。

通過靜電紡絲制備的納米纖維在化學，物理學，生物醫學等傳統產業和高科技領域都有廣泛的應用并且具有很好的潛在開發前景，未來需要開展更系統的實驗研究，使靜電紡絲技術在更加廣泛的領域里發揮出更為重要的作用。