[发明专利]一种无喷丝针头的离心静电纺丝机及其使用方法

说明书

本发明属于机械设计技术领域，公开了一种无喷丝针头的离心静电纺丝机，包括旋转盘、环形接收板、旋转驱动装置和高压发生器，旋转驱动装置与旋转盘连接，用于驱动所述旋转盘旋转，环形接收板设置在旋转盘的外周侧且与旋转盘同轴，旋转盘与高压发生器的正极连接，用于放置纺丝液并通过旋转甩出细丝，环形接收板与高压发生器的负极连接，用于牵伸和承接所述旋转盘甩出的细丝。本发明无喷丝头的离心静电纺丝机通过且将离心纺丝技术与静电纺丝技术结合在一起，实现了纺丝原液直接甩出和牵伸，不受纺丝口的限制，使制备纤维的速度和产量得到了提高。

技术领域

本发明涉及机械设计技术领域，尤其涉及一种无喷丝针头的离心静电纺丝机及其使用方法。

背景技术

有很多超细纤维按照传统的湿法干法纺丝工艺无法达到纳米级别，且湿法或干法纺丝设备价格昂贵，占地面积很大，操作复杂。而单纯使用静电纺丝设备，由于受喷丝针头数目的限制，产量很低，纺丝花费时间很长，使用离心纺丝机进行纺丝虽然产量提高较多，但纺出来的丝达不到纳米级别。

离心静电纺丝技术是一种将离心纺丝和静电纺丝相结合的新型纺丝方法，在纺丝过程中，会有离心力和静电力两种力同时作用于液体射流上，当离心力和静电力的合力大于液体射流的表面张力和粘滞阻力的合力时，液体射流就会被充分拉伸变长变细，从而制备出具有优良性能的超细纤维。离心静电纺丝技术的出现不仅提高了纺丝效率，而且其制备的纤维力学性能优良，还适用于多种原料。但现有离心静电纺丝技术中，喷丝针头限制了纺丝量，而且喷丝口易堵塞，故纳米纤维实际上还没有充分实现大规模产业化。

发明内容

本发明的目的是提供一种无喷丝针头的离心静电纺丝机，实现了纺丝原液直接甩出和牵伸，不受纺丝口的限制，通过且将离心纺丝技术与静电纺丝技术结合在一起，使制备纤维的产量得到了提升。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种无喷丝针头的离心静电纺丝机，旋转盘、环形接收板、旋转驱动装置和高压发生器，所述旋转驱动装置与所述旋转盘连接，用于驱动所述旋转盘旋转，所述环形接收板设置在所述旋转盘的外周侧且与所述旋转盘同轴，所述旋转盘与所述高压发生器的正极连接，用于放置纺丝液并通过旋转甩出细丝，所述环形接收板与所述高压发生器的负极连接，用于牵伸和承接所述旋转盘甩出的细丝。

优选的，所述旋转驱动装置包括旋转轴和驱动组件，所述旋转轴设置在所述旋转盘的下方，与所述旋转盘固定连接，所述驱动组件与所述旋转轴驱动连接，用于驱动所述旋转轴带动所述旋转盘旋转。

本发明还提供了一种上述无喷丝针头离心静电纺丝机的使用方法，包括以下具体步骤：

1)配置纺丝液，所述纺丝液的溶剂为水或有机溶剂；

2)将高压发生器的正极与所述旋转盘连接，负极与所述环形接收板连接，并将所述高压发生器的电压调节至预设值；

3)根据预设的旋转盘旋转速度，开启旋转驱动装置，旋转盘在所述旋转驱动装置的驱动下旋转甩出细丝，环形接收板牵引和承接所述旋转盘甩出的细丝，得到纳米纤维。

与现有技术相比，本发明提供的无喷丝针头的离心静电纺丝机由旋转盘、环形接收板以及高压发生器组成，旋转盘接高压发生器正极，通过高速旋甩出纺丝液，在甩出的瞬间受到外围一圈与高压发生器负极相连的环形接收板高压电场的牵伸形成均匀覆盖在环形接收板上纳米细丝，旋转盘转动的速度可调，纺丝参数通过调节控制纺丝温度、旋转盘转速、高压发生器电压来实现纺丝参数的精准控制。另外，该离心静电纺丝机占地很小，工艺调节便利，且设备结构简单，价格便宜，适于使用频率很高的场所。

附图说明

图1为本发明提供的无喷丝针头的离心静电纺丝机的结构示意图；

其中，1、旋转盘；2、环形接收板；31、旋转轴；32、驱动组件；4、高压发生器。

具体实施方式