?3. 1.靜電紡絲基本原理
靜電紡絲法即聚合物噴射靜電拉伸紡絲法，與傳統(tǒng)方法截然不同。首先將聚合物溶液或熔體帶上幾千至上萬伏高壓靜電，帶電的聚合物液滴在電場力的作用下在毛細管的Taylor錐頂點被加速。當(dāng)電場力足夠大時，聚合物液滴克服表面張力形成噴射細流。細流在噴射過程中溶劑蒸發(fā)或固化，最終落在接收裝置上，形成類似非織造布狀的纖維氈。在靜電紡絲過程中，液滴通常具有一定的靜電壓并處于一個電場當(dāng)中，因此，當(dāng)射流從毛細管末端向接收裝置運動時，都會出現(xiàn)加速現(xiàn)象，從而導(dǎo)致了射流在電場中的拉伸。
2.靜電紡絲中射流的不穩(wěn)定性
不穩(wěn)定性是一種所謂的傳遞現(xiàn)象，即導(dǎo)致流動不穩(wěn)定性的每一種模式可能起源于某一擾動或漲落，它會隨時間以不同速率而擴大。靜電紡絲中有3種不穩(wěn)定性，第一種是黏性不穩(wěn)定性，主要是毛細力與黏性力的作用引起的。另外兩種不穩(wěn)定性是電的本質(zhì)引起的其一為軸對稱的曲張不穩(wěn)定性，即因表而電荷密度在切向電場中受到的力而引起，這種力與粘度協(xié)調(diào)作用引起絲的軸對稱形變和流動；其二為非軸對稱的彎曲不穩(wěn)定性，即流體的偶極和電荷發(fā)生漲落，在電場中軸的法向上受力產(chǎn)生彎曲。靜電紡射流可能表現(xiàn)出某一種或多種不同的不穩(wěn)定性模式，取決于射流速度、半徑和表面電荷密度等基本參數(shù)。近年來靜電紡絲理論研究主要采用最簡化的線性近似分析，而研究這些穩(wěn)定性對于深入研究靜電紡絲過程具有重要意義。
3.靜電紡絲的影響因素
靜電紡絲法制備納米纖維的影響因素很多，這些因素可分為溶液性質(zhì)，如粘度、彈性、電導(dǎo)率和表面張力；控制變量，如毛細管中的靜電壓、毛細管口的電勢和毛細管口與收集器之問的距離；環(huán)境參數(shù)，如溶液溫度、紡絲環(huán)境中的空氣濕度和溫度、氣流速度等。其中主要影響因素包括：
3.1聚合物溶液濃度
聚合物溶液濃度越高，粘度越大，表面張力越大，而離開噴嘴后液滴分裂能力隨表面張力增大而減弱。通常在其它條件恒定時，隨著濃度增加，纖維直徑增大。
3.2電場強度
隨電場強度增大，高分子靜電紡絲液的射流有更大的表面電荷密度，因而有更大的靜電斥力。同時，更高的電場強度使射流獲得更大的加速度。這兩個因素均能引起射流及形成的纖維有更大的拉伸應(yīng)力，導(dǎo)致有更高的拉伸應(yīng)變速率，有利于制得更細的纖維。
3.3毛細管口與收集器之間的距離
聚合物液滴經(jīng)毛細管口噴出后，在空氣中伴隨著溶劑揮發(fā)，聚合物濃縮固化成纖維，最后被接收器接收。隨兩者間距離增大，直徑變小。
3.4靜電紡絲流體的流動速率
當(dāng)噴絲頭孔徑固定時，射流平均速度顯然與纖維直徑成正比。
3.5收集器的狀態(tài)不同，制成的納米纖維的狀態(tài)也不同
當(dāng)使用固定收集器時，納米纖維呈現(xiàn)隨機不規(guī)則情形；當(dāng)使用旋轉(zhuǎn)盤收集器時，納米纖維呈現(xiàn)平行規(guī)則排列。因此，不同設(shè)備條件所生成的纖維網(wǎng)膜不同。
4.靜電紡絲的高聚物
目前靜電紡絲技術(shù)已經(jīng)用于幾十種不同的高分子聚合物。如聚酯、聚酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯腈等柔性高聚物的靜電紡絲，也包括聚氨酯彈性體的靜電紡絲以及液晶態(tài)的剛性高分子聚對苯二甲酰對苯二胺等的靜電紡絲。