[发明专利]新型多功能纳米纤维静电纺丝机

说明书

技术领域

本发明涉及一种静电纺丝装置，尤其是一种新型多功能纳米纤维静电纺丝机。

背景技术

静电纺丝法是制备纳米纤维的一种有效方法，装置简单，成本低廉，以高聚物溶液等为纺丝液可以制备得到直径从几纳米到数百纳米的纤维。由于该方法具有设备简单、成本低等优点，近年来国内外的研究人员采用该纺丝方法制备的各种静电纺纳米纤维材料已有100多种。静电纺丝技术制备的纳米纤维膜由于具有很高的比表面积，独特的网状结构和孔隙等，在纺织服装、环境工程、生物科技、医疗与卫生健康、能源、化工等领域具有十分广阔的应用前景。

过去的十多年中，研究人员更多的关注无规排列的纳米纤维膜的研究与开发，产品形式相对单一，并不能适用所有场合。因此，近几年来学者开始投入精力研制纤维呈定向排列的产品，通常他们通过改进接收装置获得定向排列的纤维网或者长度为数厘米的纤维束，却很难获得能够连续卷绕的纳米纤维纱。

目前现有的电纺丝装置主要由高压发生装置、流量控制装置和收集装置组成，通常高压发生装置为一台输出电压可调节的高压电源，流量控制装置为一台可调节输出流量的流量泵，收集装置为金属平板、网格或金属滚筒。纺丝过程中主要会涉及到溶液性能、电压、纺丝距离、流量等可调节参数。目前常用的静电纺丝装置多为实验室自主搭建，装置整体性不强、零部件较分散、功能性不全面，一定程度上影响了纳米纤维材料的可纺性、批次稳定性以及最终的应用。国内外也有多喷头静电纺丝装置的报道，如：Taylor锥多喷头静电纺丝机（CN200710172744.1）、朝上喷的静电纺丝机（CN200720076954.6），一般都只可纺制纤维呈无规排列的膜状材料并且产量有限，虽然也有少量关于静电纺纳米纤维管状材料的报道，但是未曾有类似于本发明：同一台纺丝机具有纺制连续纳米纤维纱、纳米纤维膜和多种管径的管状材料的功能，并既可进行立式纺丝又可进行卧式纺丝的相关报道。

发明内容

本发明目的是：提供一种新型多功能纳米纤维静电纺丝机，不仅可以纺制连续卷绕的纳米纤维纱，也可以纺制纤维呈无规排列的纳米纤维膜。

本发明的技术方案是：一种新型多功能纳米纤维静电纺丝机，包括高压发生装置，纺丝装置，支架本体以及设于所述支架本体上并用于放置所述纺丝装置的支撑平台，其特征在于，还包括可拆卸式接收装置组，以及设于所述支架本体底部并位于所述支撑平台正下方的接收装置固定板，所述可拆卸式接收装置组包括可拆卸式浴液盘和可拆卸式接收滚筒，且所述可拆卸式浴液盘和所述可拆卸式接收滚筒以择一方式固定于所述接收装置固定板上。

优选地，在纺纳米纤维纱时，所述可拆卸式浴液盘固定于所述接收装置固定板上，在所述接收装置固定板一侧依次设有烘干装置和卷绕成型滚筒，且所述可拆卸式浴液盘、所述烘干装置以及所述卷绕成型滚筒位于同一条水平直线上，同时所述卷绕成型滚筒连接有一横向摆动装置，其摆动频率为每分钟往复0～30次。

优选地，所述纺丝装置包括用于控制纺丝液流量的流量泵，与所述流量泵连接的储液针筒，设有多排等间距喷丝头安装口的纺丝液分配板，以及安装于所述喷丝头安装口的喷丝头，所述储液针筒通过输送管与所述纺丝液分配板连接。

优选地，还包括设于所述支撑平台上的横向移动装置，所述横向移动装置通过连接杆与以喷丝头朝下方向放置的纺丝液分配板连接，且所述支撑平台上设有供所述连接杆做横向运动的平移滑道。

优选地，所述高压发生装置为高压直流静电发生器，且其正极与所述纺丝液分配板内的铜板相连，同时在纺纳米纤维纱时，其负极连接在所述可拆卸式浴液盘底部；在纺纳米纤维膜时，其负极与所述可拆卸式接收滚筒上的接收纤维用导电膜相连。

优选地，所述支架本体上设有纺丝间距调节滑道，所述支撑平台活动安装于所述纺丝间距调节滑道上。

优选地，所述可拆卸式浴液盘的直径为5～30cm；所述可拆卸式接收滚筒的卷绕线速度为0～100m/min。

更优选地，所述支架本体为立卧一体式支架。

本发明的工作原理如下：