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微流控纺丝中凝胶速率对螺旋纤维形貌的调控机制

Regulation of gelation rate on the morphology of helical fibers during microfluidic spinning

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微流控纺丝技术制备海藻纤维已在诸多领域得到认可,但快速凝胶反应限制了螺旋纤维形貌的灵活调控.鉴于此,采用同轴环管毛细管微流控装置制备海藻纤维,外相为氯化钙溶液,内相为海藻酸钠溶液,通过添加柠檬酸钠降低凝胶反应速率,并系统考察了凝胶速率和内外相流量对纤维分布和螺旋形貌的影响.结果表明,凝胶速率降低有利于螺旋纤维形成,并影响直线、螺旋、波浪和堵塞等纤维分布.实验发现粗细两种螺旋纤维,其形貌特性与凝胶速率和两相流量的关系存在显著差异.经比较,粗螺旋直径和螺距、细螺旋振幅对凝胶速率和两相流量的影响更为敏感.凝胶速率和剪切力分别是调控粗、细螺旋螺距的主导因素,利用螺距与内外流量比可很好划分两种螺旋纤维.

王之豪、宋欣、殷亚然、张先明

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浙江理工大学材料科学与工程学院,"纺织纤维材料与加工技术"国家地方联合工程研究中心,浙江杭州310018

浙江理工大学绍兴柯桥研究院有限公司,浙江绍兴312030

微流体学 凝胶 形态学 海藻酸钠 螺旋纤维 形貌调控

LQ21B060009220082202020C0114319012403-Y

2022

10.11949/0438-1157.20220900

化工学报
中国化工学会 化学工业出版社

化工学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.26
ISSN：0438-1157
年,卷(期)：2022.73(11)
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