[发明专利]一种基于分形结构的无针头静电纺丝组件

权利要求书

1.一种基于分形结构的无针头静电纺丝组件，由纺丝箱体、纺丝头、储液槽、中轴、接收电极以及进液口和出液口构成。该纺丝头结构可以呈圆形或者螺旋状沿中心转轴等距排布。所述的纺丝箱体由两部分构成：上半部分具有半圆形外壳，下半部分具有半个正方体外壳，两部分组装在一起构成纺丝箱体时，里面含有一个沿纺丝头长度方向为中空圆柱体或中空正方体的卧式储液槽，用于存放纺丝溶液，且其液面低于中心轴的位置；纺丝液面的高度由出液口高度来控制，进液口位于出液口相对的侧面的最低位置处。所述的纺丝头、中轴和储液槽具有相同的中心线，该中心线也是纺丝箱体上半部分圆形侧面的圆心。所述的纺丝箱体正上方沿圆弧形表面开设有长度略小于纺丝头长度、宽度小于纺丝头直径的纺丝窗口，形成半开放式纺丝箱体结构。

2.根据权利要求1所述的基于分形结构的无针头静电纺丝头，其特征在于它的纺丝头由二级冯科赫曲线分形结构组成，也即其边长和曲线形状的构成遵从如下规律：(1)三等分一条线段；(2)用一个等边三角形替代第一步划分三等分的中间部分；(3)在每一条直线上，重复第二步。冯科赫曲线是以上步骤多次至无限重复迭代的极限结果。第一次迭代形成的图形具有5个结点，称为一级冯科赫曲线；第二次迭代形成的曲线具有17个结点，称为二级冯科赫曲线，依此类推。

3.根据权利要求1所述的基于分形结构的无针头静电纺丝头，其特征在于其纺丝头含有的冯科赫分形结构纺丝单元可根据纺丝头的直径要求，由4～10个分形结构组成。

4.根据权利要求1所述的基于分形结构的无针头静电纺丝头，其特征在于纺丝头由圆形或螺旋形的冯科赫分形结构组成，且纺丝电极可以并列(平行)排布、交错组合。

5.根据权利要求1所述的基于分形结构的无针头静电纺丝头，其特征在于纺丝头呈圆形冯科赫分形结构时，纺丝头的形状可以是折线状、环面状或者平面状；纺丝头呈螺旋形冯科赫分形结构时，纺丝头的形状可以是折线状、环面状或者平面状。

6.根据权利要求1所述的基于分形结构的无针头静电纺丝头，其特征在于当纺丝头采用折线状或环面状的冯科赫分形结构时，其折线或环面状的冯科赫分形结构由穿过中心的数根辐条与中轴连接。

7.根据权利要求1所述的基于分形结构的无针头静电纺丝头，其特征在于当纺丝头采用平面状的冯科赫分形结构时，其中轴穿过平面状的冯科赫分形结构中心并与之连接。

8.根据权利要求1所述的基于分形结构的无针头静电纺丝头，其特征在于当纺丝头采用螺旋状的冯科赫分形结构时，其螺旋状的冯科赫分形结构在两端分别收敛于穿过其中 心的中轴，两端分别位于纺丝箱体两侧面上。

9.根据权利要求1所述的基于分形结构的无针头静电纺丝头，其特征在于构成纺丝头的冯科赫曲线结构之厚度为0.1～10mm，环线直径为0.1～10mm，距离储液槽内表面距离为0.5～5cm，纺丝窗口长度和宽度分别为10cm-1.8m以及5cm-90cm，纺丝箱体高度和宽度15cm-1m，纺丝箱体长度30cm-2m，具体静电纺丝需要的各纺丝组件尺寸规格和纺丝头数量可根据实际产品需要进行设计和组装。

10.根据权利要求1所述的基于分形结构的无针头静电纺丝头，其特征在于纺丝头呈圆形冯科赫曲线结构时，该结构可沿纺丝电极长度方向(静电纺丝设备的幅宽方向)进行多个串接排列，每个圆形冯科赫曲线结构之间的距离为1～30cm。

11.根据权利要求1所述的基于分形的无针头静电纺丝头，其特征在于纺丝头呈螺旋形冯科赫曲线结构时，根据静电纺丝设备幅宽的要求，该分形结构沿纺丝头长度方向的螺距为1～30cm。

12.根据权利要求1所述的基于分形结构的无针头静电纺丝头，其特征在于用于制作纺丝头和中轴的材料为导电性金属材料或绝缘性非金属材料。纺丝头和中轴为导电的金属材料时，外加电压可以通过中轴连在金属纺丝头上，也可以接入纺丝溶液里面。纺丝头和中轴的材料为绝缘性非金属材料时，外加电压直接连入纺丝溶液里面。