[实用新型]一种用于静电纺丝设备中的圆管状收集器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种静电纺丝设备，具体说涉及一种用于静电纺丝设备的带有可旋转结构的圆管状收集器，属于纺织机械领域。利用该收集器特别适合于纺制各种纳米级管状纤维。

背景技术

电静电纺丝是一种利用聚合物溶液或熔体在强电场作用下形成喷射流进行纺丝加工的工艺。在电纺丝过程中，喷射装置中装满了充电的聚合物溶液或熔融液，在外加电场作用下，受表面张力作用而保持在喷嘴处的高分子液滴，在电场诱导下表面聚集电荷，受到一个与表面张力方向相反的电场力。当电场逐渐增强时，喷嘴处的液滴由球状被拉长为锥状，形成所谓的“泰勒锥”。而当电场强度增加至一个临界值时，电场力就会克服液体的表面张力，从“泰勒锥”中喷出。喷射流在高电场的作用下被迅速拉细，溶剂也迅速挥发，最终形成直径在nm级的纤维，并以随机的方式散落在收集装置上，形成无纺布。

现有的电纺丝装置主要由以下4部分组成：(1)高压电源：用以提供喷射装置与收集装置间的强电场，一般采用最大输出电压在30-100kV的直流高压静电发生器，在这种强电场的作用下，溶液细流的速度一般可达到数十米每秒。(2)溶液储存装置：可以使用注射器或储液管等，其中装满聚合物溶液或熔融液，并插入一个金属电极。该电极与高压电源相连，使液体带电。采用注射器做溶液储存装置时，可直接将高压电源与注射器的金属针头相连，无需另外插入电极。(3)喷射装置：喷射装置为内径0.15-2mm的毛细管或注射器针头。在未通电时，液体应能够充满喷嘴但又不至于滴落，这点可以利用液体的自重来实现；也可以采用在溶液储存装置中安装空气泵调节液体静压力，或者利用数控机械装置缓慢推动注射器的方法。后两种方式还可在纺丝过程中对液体流速进行控制。(4)收集装置：一般是金属平板或网格。收集装置接地，这样由于喷嘴和收集装置间的电势差异，在两者之间形成高电场。电场强度可由高压电源的输出值及喷射装置与收集装置间的距离控制。

采用金属平板或网格收集装置，只能纺出平板式的无纺布。如果需要制成管状物，只能将平板式的无纺布进行卷曲成圆柱型，然后再用胶粘剂粘合接头处，处理工艺繁琐，而且使用了胶粘剂，可能引进异种材料。

发明内容

本实用新型的目的，提供一种可调可控的，带有旋转设备的圆管状收集器，实现一次成型制备出纳米级管状纤维材料。

为实现本实用新型的目的采用的技术方案如下：

本实用新型所述的收集器，是一种用于静电纺丝设备中的带有可旋转结构的圆管状收集器。其特征在于所述的可更换的收集系统，由步进电机、联轴器、固定轴承、旋转轴轴心、绝缘垫圈、固定螺母、收集器构成，步进电机的转轴通过联轴器与旋转轴轴心相连，绝缘垫圈、收集器、绝缘垫圈依次套入旋转轴的轴心中，并用固定螺母进行锁定。通电后的步进电机能够直接等速带动旋转轴转动。收集器为中空的圆管状，中空部分为安装孔，能以套入加螺母锁紧的方式安装于旋转轴的轴心上。收集器可用不锈钢棒或以不锈钢棒为内芯、外层为聚四氧乙烯第制成，并有不同的外经规格，可根据需要制备出不同直径的管状材料。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于能一次成型制造纳米纤维无纺物的管状物。

附图说明

为了便于对本实用新型的理解，现结合附图对其作进一步的说明。

图1是本实用新型所述的圆管状收集器外观示意图。

图2是本实用新型所述的可更换可控制转速的收集器中转动结构。

具体实施方式

为了便于对本发明的理解，现结合附图对其作进一步的说明。

图1中，1是圆管状收集器中空部分，可套入旋转轴的轴心中；2是圆管状收集器的表面。

图2中，3是步进电机，其转速可达到4500-6000转/分；4是绝缘垫片；5是旋转轴的轴心；6是固定螺母，它与轴心末端的螺纹对应，当圆管状收集器套入轴心后，锁紧螺母即可；7是绝缘垫片；8是轴心末端的螺纹；9是球形轴承；10是联轴器。

使用时，首先向纺丝液储存装置中注满纺丝液，在自身重力作用下，可自然充满喷射头但不滴液。安装所需的圆管状收集器，接通步进电机电源，调整转速后。启动直流高压静电发生器，通电后，由于储存装置的下端喷射头带有正电，而圆管状收集器带有负电，在电场力作用下，纺丝液从喷射头中被拉出，形成高速喷射流，并迅速被旋转中的圆管状收集器接收，同时纺丝液中的溶剂也迅速挥发，最后以随机的形式散落在收集器上，断开电源后，卸下收集器，取下电纺丝产物。