[发明专利]一种静电纺丝喷头尖端感应场强增强装置及方法

说明书

本发明公开了一种静电纺丝喷头尖端感应场强增强装置及方法，属于静电纺丝领域，主要包括纺丝喷头、第一电极板、第二电极板、第一高压电极、接地电极、第二高压电极，第一电极板带孔且穿过纺丝喷头，与纺丝喷头尖端平齐或者距离尖端一定距离置于同侧，第二电极板与纺丝喷头尖端保持一定距离置于对侧，纺丝喷头与接地电极相连，第一电极板接第一高压电极，第二电极板接第二高压电极，两块带电电极板均使喷头感应带电，且形成的电场叠加，使得静电纺丝喷头尖端感应场强增强，可以实现利用两个较弱施加电压，在降低击穿风险的同时，增加喷头尖端感应场强，从而达到进一步降低纤维直径，增加纺丝喷头射流数量的目的。

技术领域

本发明涉及一种静电纺丝喷头尖端感应场强增强装置及方法，属于静电纺丝领域。

背景技术

静电纺丝是聚合物熔体或者溶液在高压电场作用下，极化或者带电，形成射流，伴随着冷却或者溶剂挥发形成超细纤维的特殊制造工艺。

静电纺丝的关键技术特点是使喷头和接收板之间形成高压电场，具体操作方法是使喷头和接收板置于上下或者左右两个方向，且喷头接地、接收板接高压电极或者接收板接地、喷头接高压电极。增大高压电极输出电压或者缩小接收距离可以提高喷头尖端处的电场强度，从而使射流鞭动增大形成更细纤维并且形成更多射流提高纤维产出效率，但是会大大增加喷头和接收板的击穿风险，损坏设备。所以，如何在不增加击穿风险的前提下，提高喷头尖端处的电场强度成为静电纺丝技术发展的重点和难点。

目前，国内外针对静电纺丝过程中喷头处尖端电场强度的研究，大多集中在多喷头的电场强度均匀性和提高电压等方面，还没有提出在不增加击穿风险的条件下的提高喷头尖端处电场强度的装置及方法。

发明内容

本发明提出了一种静电纺丝喷头尖端感应场强增强装置及方法，使用两块电极板接高压电极分别置于喷头的两侧，其中一块电极板带孔，穿过喷头，与喷头尖端平齐或者置于喷头的后部，另外一块电极板置于喷头的另外一侧，与喷头尖端形成一定距离。这样，两块带电电极板均使喷头感应带电，且形成的电场叠加，使得静电纺丝喷头尖端感应场强增强，可以实现利用两个较弱施加电压，在降低击穿风险的同时，增加喷头尖端感应场强，从而达到进一步降低纤维直径，增加射流数量的目的。

本发明的技术方案是：一种静电纺丝喷头尖端感应场强增强的方法，纺丝喷头穿过第一电极板且与第一电极板同轴设置，第二电极板设置在纺丝喷头的底部出丝端，第二电极板平行于第一电极板，第一电极板和第二电极板分别接高压电极，打开高压电极，调到合适电压，两块电极板实现对喷头感应场强的叠加增强。相比单个电极板对纺丝喷头尖端形成的感应场强强度，增加的电极板对纺丝喷头尖端场强进行了增强，由此便可以形成更细的纤维和更多的射流。经过试验验证发现，如果两个电极板位于喷头尖端的同一侧，距离喷头较近的一个电极板将会对较远的一侧的电极形成静电屏蔽效应，较远的电极板无论施加多高的电压，将不会对喷头尖端感应场强形成叠加增强的效果。

优选的是：第一电极板下表面与纺丝喷头的尖端距离为1-20mm；第二电极板上表面与纺丝喷头的尖端距离为80-100mm。

一种静电纺丝喷头尖端感应场强增强装置，包括纺丝喷头、第一电极板、第二电极板、第一电极板设置孔且穿过纺丝喷头，放置在纺丝喷头上侧，第二电极板置于纺丝喷头的下侧，且与纺丝喷头尖端保持一定的距离，纺丝喷头与接地电极相连，第一电极板连接第一高压电极，第二电极板连接第二高压电极。

优选的是：第一电极板与纺丝喷头尖端平齐或者与尖端有一定的距离，第一电极板下表面与纺丝喷头的尖端距离为1-20mm。

优选的是：第二电极板可以带孔也可以不带孔，第二电极板上表面与纺丝喷头的尖端距离为80-100mm。

优选的是：纺丝喷头可以是溶液或者熔体纺丝喷头，也可以是纺丝针头、锥面喷头或者任意形式的纺丝喷头。