[发明专利]一种制备纳米纤维的静电纺丝装置

说明书

技术领域

本发明涉及纺织技术领域，特别涉及一种电场强度高而稳定的制备纳米纤维的静电纺丝装置。

背景技术

静电纺丝技术是利用静电力从溶液中制备超细纤维或者纱线，通常在几十纳米到几微米的直径。液滴在电场作用下带电荷，静电力会克服表面张力使液滴发生变形，当静电力大于表面张力到一定程度后，液滴会形成喷射细流，细流在喷射过程中分裂并且溶剂蒸发，最终得到纳米纤维。近年来，通过静电纺丝技术制备纳米纤维材料已经成为世界材料科学技术领域最重要的课题之一。

传统的静电纺丝系统由空心针式喷丝头、泵、电极接收板和高压电源组成。泵用来将聚合物溶液送入喷丝头，高压电源连接在喷丝头和电极接收板之间。目前很多静电纺丝设备，还是沿用这种传统的针式纺纱工艺，导致生产效率低下，每针每小时生产纤维只有300毫克。而且由于喷丝针直径较小，喷丝头表面附近形成的高强电场，使得喷丝头在高压下易受电晕而产生放电的现象，导致制备的纳米纤维的直径变大，质量变差。

后来改进为线式纺纱工艺，采用薄片状的纺丝电极增加了纺丝面积，提高了纺丝效率，然而实际应用中发现存在较难控制电场均一性的问题，而且场强不够，需要更好的导电材料才能满足制造需求。

因此，有必要提供一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电场强度高而稳定的制备纳米纤维的静电纺丝装置。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种制备纳米纤维的静电纺丝装置，包括上部敞开的溶液槽和具有中心旋转轴的回转纺丝机构，所述的溶液槽包括两个相对的侧壁，其一侧壁上设置有与高压直流静电发生器对接的高压接口，所述侧壁中对称地设置有具有安装孔的基座，所述中心旋转轴枢接于所述安装孔中，所述的回转纺丝机构还包括与所述中心旋转轴垂直设置的一对绝缘端面以及从所述绝缘端面之间延伸形成的多个细线状的纺丝电极，所述纺丝电极与中心旋转轴平行设置。

具体的，所述纺丝电极的直径为0.5mm-5mm。

进一步的，所述纺丝电极材料采用绝缘体。

进一步的，所述纺丝电极材料采用聚丙烯。

具体的，所述的多个纺丝电极到所述中心旋转轴的距离相等。

进一步的，所述的多个纺丝电极围绕所述中心旋转轴均布。

具体的，所述中心旋转轴的材料采用金属。

采用上述技术方案，本发明技术方案的有益效果是：

1、本发明通过将纺丝电极改为细线状，增大了产生电场的强度，能够显著提高纺丝效率。

2、各条纺丝电极运动轨迹一致，产生的纳米纤维质量比较稳定。

3、纺丝电极的粗细兼顾纤维产生效果和自身强度。

4、纺丝电极采用绝缘的聚丙烯材料不怕溶液腐蚀，可以长时间维持正常工作。

5、中心旋转轴采用金属材质，保证电场的均匀性，延长使用寿命。

附图说明

图1为实施例制备纳米纤维的静电纺丝装置的立体图。

图2为实施例制备纳米纤维的静电纺丝装置的俯视图。

图3为实施例制备纳米纤维的静电纺丝装置的使用原理简图。

图4为实施例制备的纳米纤维电子显微镜照片。

图中数字表示：

1-溶液槽，

11-侧壁，

12-高压接口，

13-基座；

2-旋转纺丝结构，

21-中心旋转轴，

22-绝缘端面，

23-纺丝电极；

3-高压直流静电发生器；

4-收集电极。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例