Derretir electrospinning
Melt electrospinning es una técnica de procesamiento para producir estructuras fibrosas a partir de polímeros fundidos para aplicaciones que incluyen ingeniería de tejidos , textiles y filtración . En general, el electrohilado se puede realizar utilizando polímeros fundidos o soluciones de polímeros. Sin embargo, el electrohilado por fusión es distinto porque la recolección de la fibra puede estar muy concentrada; combinado con colectores en movimiento, la escritura por electrospinning fundido es una forma de realizar la impresión 3D . Dado que no se utilizan disolventes volátiles, existen ventajas para algunas aplicaciones en las que la toxicidad y la acumulación de disolventes durante la fabricación son un problema.
La primera descripción del electrohilado por fusión fue de Charles Norton en una patente aprobada en 1936. Después de este primer descubrimiento, no fue hasta 1981 que se describió el electrohilado por fusión como parte de una serie de tres artículos. [1] Reneker y Rangkupan publicaron un resumen de una reunión sobre electrohilado por fusión en vacío 20 años después, en 2001. [2] Desde esta publicación científica en 2001, ha habido artículos regulares sobre electrohilado por fusión, incluidas reseñas sobre el tema. [3] En 2011, se propuso el electrohilado por fusión combinado con un colector de traslación como una nueva clase de impresión 3D . [4]
La misma física del estirado de fibra electrostática se aplica al electrohilado por fusión. Lo que difiere son las propiedades físicas del polímero fundido, en comparación con una solución de polímero. Cuando se comparan polímeros fundidos y soluciones de polímeros, los primeros son normalmente más viscosos que las soluciones de polímeros y se han informado chorros electrificados alargados. [5] El chorro electrificado fundido también requiere enfriamiento para solidificarse, mientras que el electrohilado en solución se basa en la evaporación . Mientras que el electrohilado por fusión suele dar como resultado fibras con un diámetro de micras, la trayectoria del chorro electrificado en el electrohilado por fusión puede ser predecible. [6]
Se necesita una temperatura mínima para garantizar un polímero fundido, hasta la punta de la hilera. Las hileras tienen una longitud relativamente corta, en comparación con el electrohilado en solución.
El parámetro más significativo para controlar el diámetro de la fibra es la velocidad de flujo del polímero a la hilera; en general, cuanto mayor sea la velocidad de flujo, mayor será el diámetro de la fibra. Si bien las tasas de flujo informadas son bajas, todo el fluido electrohilado se recolecta, a diferencia de la solución electrohilada donde se evapora una gran parte del solvente .
El peso molecular es importante en cuanto a si el polímero puede electrohilarse en estado fundido. Para los polímeros homogéneos lineales, un peso molecular bajo (por debajo de 30 000 g/mol) puede dar como resultado fibras rotas y de mala calidad. [7] Para pesos moleculares altos (por encima de 100 000 g/mol), el polímero puede ser muy difícil de fluir a través de la hilera. Se informó que muchas fibras electrohiladas fundidas usan pesos moleculares entre 40 000 y 80 000 g/mol [4] o son mezclas de polímeros de bajo y alto peso molecular. [8]
