Effect of electrode geometry and charge on the production of polymer microbeads by electrostatics

Authors


Abstract

Experimental parameters which are critical for producing small diameter (i.e. 100-300 μm) polymer microbeads, using electrostatic droplet generation, were investigated with three types of electrodes; a parallel plate, a positively charged needle and a grounded needle with alginate as the polymer. Electrode spacing was a critical factor controlling microbead size, but only for the parallel plate set-up. While the applied potential affected droplet size in all three set-ups, the smallest droplet size was produced with the positively charged needle. In some experiments needle oscillation was observed resulting in even smaller microbeads (i.e. < 100 μm). Calculated microbead diameters agreed well with experimental values.

Abstract

Des paramètres expérimentaux critiques pour la production de microbilles de polymère de petits diamètres (p.ex. 100-300 μm), par la génération de gouttelettes électrostatiques, ont été étudiés avec trois types d'électrodes: un plateau parallèle, une aiguille chargée positivement et une aiguille mise à la terre avec de I'alginate come polymère. L'espacement des électrodes est un facteur critique régulateur de la taille des microbilles, mais uniquement pour le montage à plateaux parallèles. Alors que le potentiel appliqué influence la taille des gouttelettes dans les trois montages, la taille la plus petite a été obtenue avec I'aiguille chargée positivement. Dans certaines exériences, on a observé une oscillation de l'aiguille qui a entrainé la formation de microbilles encore plus petites (< 100 μm). Les diamères de microbilles calculés montrent un bon accord avec les valeurs expérimentales.

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