[实用新型]一种静电纺丝装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种纺丝装置，尤其是涉及一种静电纺丝装置。

背景技术

静电纺丝技术工艺原理是，置于高压静电场中的高分子聚合物液滴会形成泰勒锥，当电场力足够大时，液滴将克服表面张力从泰勒锥锥尖喷射并形成射流，射流在静电场力、表面张力等作用力下被拉伸细化，最终形成纳米纤维并沉积在纤维收集输送装置上。静电纺丝技术已成为当前纳米纤维制造研究的热点。

实现静电纺丝批量化现已成为静电纺丝技术发展的重要因素之一。很多学者对批量化式静电纺丝装置进行研究，如中国专利CN101634050A、CN102191573A。

针头式静电纺丝技术中，使用高浓度的纺丝溶液时针头容易堵塞，造成射流不连续、不稳定，影响纺丝过程。采用多针头批量化静电纺丝装置，针头之间还存在电场互相干扰的现象，导致纺丝效率不高，无法满足静电纺丝技术工业化的要求。

无针头式静电纺丝装置，如气泡式静电纺丝装置、离心式静电纺丝装置、振动式静电纺丝装置，虽然喷丝头不会发生堵塞，但是供液不稳定、供液量不精确，导致形成的纤维直径均匀度不高。

发明内容

本实用新型的目的是提供能连续、稳定制备纳米纤维的一种静电纺丝装置。

本实用新型设有喷丝板、溶液槽、供液系统、诱导组件、驱动系统、固定座、纤维收集输送装置和高压电源；

喷丝板安装在溶液槽上，喷丝板与溶液槽密封连接；供液系统设在溶液槽的侧面，供液系统由储液箱、供液管、计量泵组成，储液箱通过供液管与计量泵的进口连接，计量泵的出口通过供液管与环形溶液槽相通；所述喷丝板设有通孔作为喷丝口；诱导组件通过固定座与驱动系统传动连接，诱导组件与喷丝口紧贴，诱导组件由驱动系统驱动，可平稳地绕固定座轴线转动；所述驱动系统安装于溶液槽下方，驱动系统由驱动电机、联轴器、转动轴、连接座组成，驱动电机与控制电路电连接，通过设定控制电路可以控制驱动电机的输出转速，从而控制诱导组件自转的速度；驱动电机的输出轴通过联轴器与转动轴传动连接，转动轴通过连接座与溶液槽固定连接并伸至溶液槽上方，带动连接座和诱导组件转动；纤维收集输送装置位于溶液槽的正上方，纤维收集输送装置上方设有高压电极网；高压电极网与高压电源输出端连接，纺丝溶液接地。

所述诱导组件可采用诱导刮片。

所述喷丝口的直径可为0.5～2mm，喷丝口在喷丝板上的排列方式可以是同心圆环阵列、正方形阵列等方式。

所述溶液槽最好由耐腐蚀且与有机溶剂不反应的导电材料制成，所述溶液槽可采用环形溶液槽；喷丝板与溶液槽密封配合，防止在电纺过程中纺丝溶液溢出，造成供液不稳定、不精确。

所述诱导组件在驱动系统的带动下自转时，对喷丝口的纺丝溶液具有诱发形成射流的作用，诱导组件的材料、截面积大小、截面积形状的不同，其诱导效果也不同。诱导组件和喷丝口，两者最好紧贴。

所述驱动系统的转速可调，转速范围最好为30～300rpm。

所述纤维收集输送装置，用于收集形成的纳米纤维。纤维收集输送装置有间距调节组件，可以调节与喷丝口的相对距离，即改变纺丝间距。

所述高压电源通过设定高压电源的电压值，使纺丝溶液和纤维收集输送装置之间产生强电场。产生电场有两种连接方式：第一种，高压电源输出端与纤维收集输送装置连接，纺丝溶液接地；第二种，高压电源输出端与纺丝溶液连接，纤维收集输送装置接地。

本实用新型采用诱导组件对喷丝口的纺丝溶液实行诱导，辅助纺丝溶液产生射流；利用供液系统的液压差对喷丝口准确、定量、连续地供液，满足批量化静电纺丝技术中的供液要求。

本实用新型具有以下优点：

纺丝溶液通过供液系统向溶液槽输送，溶液槽内的纺丝溶液在供液系统的输送压力下会以一定的流速冒出喷丝口，并在诱导组件和高压电场的作用下，形成稳定的射流，最后沉积在纤维收集输送装置上。本实用新型采用诱导组件对喷丝口的纺丝溶液进行诱导，激发纺丝溶液形成射流，使纺丝溶液产生稳定的射流；利用供液系统的液压差对喷丝口供液，解决以往批量化静电纺丝技术中供液不精确的弊端。通过改变喷丝口的直径、数量、排列方式以及诱导组件的材料、截面积大小、截面积形状来控制纤维的形貌和产量。同时通过控制供液速度、驱动系统的转速、纺丝间距、电场强度等常规电纺工艺参数，进一步提高静电纺丝的纺丝效率和纤维品质，有利于实现纳米纤维的批量化生产。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。