[实用新型]一种用于静电纺丝的涡流式接收器

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于静电纺丝的接收器，尤其涉及一种用于静电纺丝的涡流式接收器。

背景技术

静电纺丝作为一种纳米纤维制造技术，主要是利用高压电场下，液滴变成锥形，形成泰勒锥，然后在静电力的作用下延伸，形成纳米级超细纤维。基于目前对于静电纺丝的研究，认为静电纺丝的实质是快速产生喷射流，因此现在一系列对于静电纺丝的研究都主要集中于从泰勒锥喷射出的射流的性质，具体体现在对于溶液或熔体的喷射针头的研究，如各种形状或型式的喷射针头，亦或是无针头的喷射筒或喷射装置等，以期得到不同形状的泰勒锥。或者是对于静电纺丝技术工业化的研究，如对于产生的纳米级超细纤维的收集方法等。如美国专利US6106913A中，利用气流沉积法将超细纤维引导到长丝上，经牵引卷绕形成高强力纳米纤维包芯纱；或者是中国专利CN201410280734.X中采用的动态旋转的喇叭形收集器，将超细纤维引导到长丝上及进行加捻的收集方法。

在这些基于静电纺丝产生纳米超细纤维的产生方法和收集利用方法的研究中，前者主要研究的是利用不同的喷射头或喷嘴产生不同形状的泰勒锥，采用的均是收集板或接收板对产生的纤维进行收集；后者虽然对收集器或者说接收器进行了改进，但是收集器就没有作为高压电场的组成部分，而是仅作为收集装置对在高压电场内产生的超细纤维进行收集。

而且后者中，多采用简单的板式或喇叭形接收装置对纳米纤维进行收集，采用这种收集方式使所有纳米纤维无序堆积为一层，彼此结合不紧密，仅靠轴向拉力绷紧缠绕，结构强度小，纳米纤维轴向拉力利用率不高。

实用新型内容

本实用新型提出了一种用于静电纺丝的涡流式接收器，通过涡流式接收器与出丝装置之间形成旋转涡流，保持纳米纤维在旋转涡流作用下按照一定方向旋转，防止纳米纤维因彼此之间存在静电斥力而分散和无序化，从而制备出纳米纤维有序排列的纳米纤维集合体。

技术方案

一种用于静电纺丝的涡流式接收器，其特征在于：所述涡流式接收器包括收集面，所述收集面上开有气流孔，用于平衡收集面两侧气压，接收器旋转接收过程中，能够在接收器和出丝装置之间的静电纺丝区域形成作用在纳米纤维上的可持续的旋转涡流，纳米纤维在旋转涡流作用下按照一定方向旋转直至沉积在接收器上。

进一步，所述收集面呈平面状或凹面状或凸面状。

进一步，所述收集面为圆形或正多边形。

进一步，所述气流孔对称分布在收集面上。

进一步，所述收集面中心开有通孔。

进一步，所述收集面与出丝装置相对的另一面设置有传动接口，所述传动接口为筒状，用于连接转动电机输出轴，在传动接口侧面设有固定螺丝用于固定连接，在传动接口底部开有与收集面的通孔相连的传动接口通孔。

有益效果

本实用新型提供的涡流式接收器上开有气流孔用于保持接收器两侧气压平衡，在出丝装置和涡流式接收器之间形成高压静电场和旋转涡流，在高压静电场的作用下，带电液滴形成泰勒锥并产生鞭动效应，进而形成纳米纤维，纳米纤维在旋转涡流作用下按照一定角度旋转，防止纳米纤维之间的静电斥力导致纳米纤维无序排列。向着一个方向有序排列的纳米纤维沉积在与出丝装置相对的涡流式接收器上，涡流式接收器旋转过程中，形成纳米纤维排列方向一致的有序结构的纳米纤维集合体。由于纳米纤维排列有序，纳米纤维彼此紧密排列，经过旋转加捻后形成的纳米纤维集合体结构致密有序，性能稳定。

附图说明

图1为本实用新型的出丝装置与涡流式接收器形成螺旋分层分布静电场的示意图；

图2为本实用新型中采用牵引长丝连续制备纳米纤维集合体的示意图；

图3为涡流式接收器示意图；

其中：1-卷绕装置，2-出丝装置，3-静电纺丝区域，4-喷丝头架，5-涡流式接收器，6-转动电机，7-牵引长丝，8-丝架，9-收集面，10-固定螺丝，11-传动接口，12-通孔，13-气流孔。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本实用新型。

静电纺丝技术是基于泰勒锥在静电场中的电液运动，拉伸形成纳米纤维，所形成的纳米纤维经过收集形成纳米纤维集合体。目前对静电纺丝的研究均集中在对于溶液或熔体的喷射装置的研究或者是纤维收集装置的研究上，但是对于制备有序结构的纳米纤维集合体，现在仍然没有什么方法。