一谈到连续纤维无尘布,大部分人会想到纱和纺织品。*近几年,线性、二维和三维的纺织品,不仅在传统服饰领域,还在医疗、化学分离和复合物加强以及化学保护等领域得到了应用。这些应用都是由织物质量轻、渗透性好、强力和韧性等特点决定的。 然而,纤维制作成织物前,必须先制作成纱的形式。这便给静电纺纤维出了个难题,因为静电纺纤维缺乏足够的强度,无法承受传统织物的制作过程。由于大多数静电纺方法只能得到随机纤维网或取向纤维,所以想要准确控制静电纺过程,生产不同结构的纱,也是一大挑战。尽管如此,如何使用纳米纤维制作纱的技术被高度关注,已经有一些针对这一课题的尝试方法出现。 由于静电纺纤维无尘布缺乏足够的强度,无法使用传统的织物技术加工,近期的一项制造静电纺纤维纱的尝试是制备芯层的丝与表面的电纺纤维结合的混合物[Scardino and Balonis(2()(]1),Laurencin and Ko(2004)]。其装置相当复杂,涡流吸气泵在孔周围制造易变可控制的空气压力流,在Y形玻璃管内扭曲纤维纱并且使静电纺喷丝黏附在芯层的丝上,,使用一个转筒收集装置顶端的纱。这种生产纱的方法将芯层丝的强度和外部静电纺纤维无尘布提供的大表面积结合在一起。 尽管这种纱的处理手段有以上的优势,但得到的纱并非是由纯静电纺纤维无尘布制成的。沉降的静电纺纤维可能不会和芯层丝的表面牢固地结合,由此静电纺纤维可能很容易脱落。对条件进行优化,使静电纺纤维沉降在核心丝上的过程,可能非常难以控制,并且相当耗时。 “有一些方法可以利用电纺制备静电纺纤维纱。但是,制成的纤维纱长度很有限。本章一种旋转盘片,用来收集高度取向静电纺纤维,可以从盘片边缘取下一束高度取向的纤维。然而,在此种情况下,纱的长度被盘片的周长所限制。利用同样原理获得由取向纤维组成的连续纱的方法是,通过收集转筒上的静电纺纤维可以得到纤维束。这些收集的纳米纤维被连接并扭曲成为纱线~Fennessey and Farris(2004)]。然而,没有关于纳米纤维无尘纸如何连接和扭曲的描述。由于纳米纤维无尘纸是被一段段连接上的,而不是连续的,所以得到的纱线强度比较低,不抗拉。 Khil等(2005)使用一种新方法制备了长并且连续的纤维纱。这种方法依靠水浴中静电纺纤维的沉降,然后用丝引导,从而将沉降纤维呈束状从水浴中拉出,再以纱的形式收集在滚筒上。非溶剂比如水的使用,也有黏合纤维无尘纸的优点,特别是当挥发性较小的溶剂被用于溶解聚合物时EReneker and Chun(1996)]。 一种常用的改善纤维纱的质量和强度的方法是扭曲纤维纱。然而,由于纳米纤维的强度太低,使用它制作扭曲纤维很不容易。可以使用3.8.4介绍的使用平行电极静电纺的方法制造扭曲纤维。其中,原先作为平行电极的直条被环所取代。静电纺过程中,纤维会在导电环上沉降。当纤维沉降时,旋转两个导电环中的一个,就可以扭曲取向纤维束。 虽然使用此方法可能得到扭曲纤维束,但仍存在一个显著的缺陷,那就是扭曲纤维无尘纸束的长度被两个导电环之间的距离限制住了。对两环之间的间隙进行优化,发现距离为40~100mm有利于扭曲纱的形成,超出这个范围则会导致环上纤维的沉降变差,无论是环顶端的纤维还是底部的纤维,都是如此。