[发明专利]气泡复合静电纺丝装置

说明书

技术领域

本发明涉及静电纺丝领域，尤其涉及一种气泡复合静电纺丝装置。

背景技术

纳米纤维具有超高的比表面积、极大长径比、高表面活性、优越的机械性能（高强高韧）等特点，在纺织工程、环境工程、生物科技、医疗与卫生健康、能源贮存、军事与反恐安全等不同领域都具有十分广阔的应用前景。

近年来，具有纳米级直径的纳米纤维引人注目，随着纳米级材料特有功能的发现以及纳米级复合材料新功能的呈现，纳米纤维作为期望的21世纪新材料，不仅在纤维业，而且在医疗、信息技术和环境产业都引起了关注。

静电纺丝技术是目前制备超细纤维和纳米纤维最直接也是最基本的方法之一，由静电纺丝技术制备的纳米纤维具有超高的比表面积、极大长径比、高表面活性、优越的机械性能（高强高韧）等特点。

目前实验室和工业界制备纳米纤维，均广泛采用单喷头或多喷头针筒式静电纺纳米纤维的装置。如中国专利ZL200410025622.6、ZL200420107832.5等；美国专利US6713001、US7326043、US6616435等。有不少改良或改变针筒式喷头设计，采用其他喷丝方式进行纺丝的装置，如中国专利ZL200610117671.1、ZL200710036447.4、ZL200710040316.3、ZL200420020596.3、ZL200820058415.4等，美国专利US7535019、US7390452等，日本专利JP2009120971-A、JP2009120972-A；世界专利WO2008060675-A2、WO2008060675-A3。还有改进接收装置的，如美国专利US5042789、US4589186等。

传统的纳米静电纺丝技术存在一些缺陷，产量低，同时受溶液溶度、粘性等性能影响较大，且由于针头直径较小，易堵塞针头。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种新型结构的气泡复合静电纺丝装置，以克服上述缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种气泡复合静电纺丝装置来制备纳米级复合纤维，该气泡复合静电纺丝装置可用于大批量高效率生产纳米纤维。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种气泡复合静电纺丝装置，其包括贮液池、高压静电发生器、气泵、设于贮液池的底面且垂直向上的喷头、设于贮液池正上方的接收部、导气管、金属电极及与接收部连接的接地电极，所述贮液池的上端开口，液池通过金属电极与高压静电发生器相连，所述喷头通过导气管与气泵相连，所述导气管与气泵相连处高于贮液池的液面，所述贮液池中包括存放第一流体的第一圆管和存放第二流体的第二圆管。

优选的，在上述气泡复合静电纺丝装置中，所述第一圆管和第二圆管的口径不同，所述第一圆管的口径大于第二圆管的口径。

优选的，在上述气泡复合静电纺丝装置中，所述贮液池中还包括至少一个第三圆管，所述第三圆管与第二圆管分别环绕于第一圆管的外侧。

优选的，在上述气泡复合静电纺丝装置中，所述第三圆管的口径与第二圆管的口径相同或不同。

优选的，在上述气泡复合静电纺丝装置中，所述接收部的接收面与贮液池上端面的距离调节范围是0.1cm～100cm。

优选的，在上述气泡复合静电纺丝装置中，所述气泵输出的气流流速范围是0～100m/s。

优选的，在上述气泡复合静电纺丝装置中，所述接收部为滚筒。

优选的，在上述气泡复合静电纺丝装置中，所述接收部为平板状的接收极板。

优选的，在上述气泡复合静电纺丝装置中，所述气泵可用直接向贮液池中补充流体的手风器代替。

从上述技术方案可以看出，本发明实施例的气泡复合静电纺丝装置可实现微米或纳米复合纤维的高效率、低耗能、连续化生产，仅根据不同口径圆管产生大小不同的气泡，通过气泡自身结合使得不同流体复合成新的气泡，在静电作用下被拉伸、破裂，从而产生纳米纤维，可实现纳米复合纤维的规模化生产，生产效率高，生产成本低，设备简单，易操作，适应性强，可满足大批量生产及产品应用等对纳米纤维及其相关产品的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的有关本发明的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明第一实施例的涡流式气泡纺丝装置的示意图；