輕松觀測納米級纖維

靜電紡絲技術(shù)是目前為止獲取納米纖維Z簡單有效的方法之一。它具有比表面積大、孔隙率高等特點(diǎn)，因而可廣泛應(yīng)用于高效過濾材料、生物材料、高精密儀器、防護(hù)材料、納米復(fù)合材料等領(lǐng)域。

利用掃描電鏡可以即時對紡絲品形貌進(jìn)行表征，從而改善紡絲的工藝參數(shù)。

01 紡絲纖維形貌分析

影響靜電紡絲纖維的因素有很多：紡絲液自身的性質(zhì)如聚合物種類、濃度、導(dǎo)電性、添加劑等；紡絲參數(shù)設(shè)置如外加電壓、噴絲頭與接收板之間的距離、紡絲速度等；甚至外界環(huán)境溫度、濕度等因素都會對Z 終結(jié)果造成影響。利用 Phenom SEM 可以快速地進(jìn)行樣品成像，第 一時間獲取紡絲纖維的形貌圖片，對不同因素的影響規(guī)律進(jìn)行分析。

如下述案例中 (A)、(B) 所示，為在不同參數(shù)條件下紡得的纖維，纖維的直徑、形貌均有較大差異。案例中 (C)、(D) 分別為添加無機(jī)鹽的紡絲纖維退火前后的掃描電鏡（SEM）圖片，可以發(fā)現(xiàn)纖維的形貌差異較大，退火前為致密的扁平狀纖維，退火后，有機(jī)成分分解，無機(jī)鹽結(jié)晶形成具有二級結(jié)構(gòu)的纖維。

不同工藝條件紡絲纖維 SEM 圖

02 紡絲纖維全自動直徑統(tǒng)計(jì)

靜電紡絲工藝對紡絲纖維的直徑影響較大，而紡絲纖維直徑又與性能息息相關(guān)。為了對靜電紡絲工藝進(jìn)行評價，需要統(tǒng)計(jì)大量的紡絲纖維直徑，而傳統(tǒng)的人工統(tǒng)計(jì)費(fèi)時費(fèi)力，還可能存在人為統(tǒng)計(jì)誤差。Phenom 飛納臺式掃描電鏡搭載的 FiberMetric 軟件結(jié)合了 AI 算法，可以全自動地進(jìn)行紡絲纖維的識別和纖維直徑的測量。

如案例所示，通過 FiberMetric 對采集到的多幅纖維 SEM 圖進(jìn)行處理，軟件自動識別、測量纖維直徑并可以生成纖維直徑的分布圖，快速的完成紡絲纖維直徑分析。

FiberMetric 全自動纖維粒徑統(tǒng)計(jì)界面

03 紡絲纖維原位拉伸分析

飛納電鏡拉伸臺

靜電紡絲纖維通常不具備較高的抗拉性能，但是隨著其應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛化，人們對于這種具有優(yōu)異過濾性能的新型輕量化材料提出了更多的性能需求，如耐火性能、拉伸性能、抗疲勞性能等，以適應(yīng)更多維度的使用場景。在下方案例中所示為具有一定厚度的紡絲布，進(jìn)行預(yù)制裂紋處理后粘附在拉伸臺上，這些紡絲在拉伸過程中也會隨著預(yù)制裂紋位置的應(yīng)力集中逐漸開裂。通過對拉伸臺速度的調(diào)控，可以使用更慢的速度來重現(xiàn)這一過程，此結(jié)果可以幫助研究者更好地判斷靜電紡絲的纖維走向與失效方式之間的聯(lián)系，從而提出改進(jìn)方案。