[实用新型]有序控制纳米纤维分子排序的气泡静电纺丝装置

说明书

本实用新型涉及一种有序控制纳米纤维分子排序的气泡静电纺丝装置，属于气泡静电纺丝领域。该有序控制纳米纤维分子排序的气泡静电纺丝装置包括喷头装置、注射装置、气泵装置、接收装置和高压静电装置，喷头装置包括导气管和设置在导气管两侧的溶液输送管，注射装置与溶液输送管连接，气泵装置与导气管连接，高压静电装置分别与喷头装置及接收装置连接，导气管的高度低于溶液输送管的高度，溶液输送管的高度不少于10cm。本实用新型涉及的有序控制纳米纤维分子排序的气泡静电纺丝装置通过喷头装置的长度和细度控制大分子的运输过程，通过长程内持久的层流使大分子有序，控制纳米纤维中分子的方向，提高了纤维的结晶度，从而优化材料的各项性能。

技术领域

本实用新型涉及一种有序控制纳米纤维分子排序的气泡静电纺丝装置，属于气泡静电纺丝领域。

背景技术

纳米纤维在纺织工程、组织工程、过滤、光电器件、传感器等领域得到了迅速的发展。静电纺丝技术是一种最普遍、最简单、成本较低且效率较高的生产纳米纤维的方法，操作简单，广泛的应用于各个领域。气泡静电纺丝是近年来提出的新型静电纺丝方法，通过向纺丝液中通入气体形成气泡，气泡相当于静电纺丝中的泰勒锥，在电场力的作用下或气流的作用下逐渐拉伸破裂形成无数的射流，最后形成微纳米纤维。气泡静电纺丝有效的提高纺丝的效率。

与蜘蛛丝等天然纤维相比，人工合成的纤维性能较差。蜘蛛丝或蚕丝等很多天然纤维具有良好的层次结构，而静电纺或气泡纺生成的微/纳纤维分子结构即不具有折叠对称性，也不具备天然纤维的层次结构。具有纳米级层次结构的人工合成的纤维，可以展现出材料很多优异的特性，这是非层次结构无法实现的。为了提高纳米纤维的机械性能、电子性能和化学性能等，提高纳米纤维的分子取向变得非常重要。纺丝过程中的分子运动或纳米纤维中分子取向仍是一个有待研究的问题。到目前为止，在纺丝过程中几乎不可能控制分子的方向。如果可以在大分子尺度上控制纺丝过程，提高其结晶度，那么对控制纤维形态、调节纤维的机械、电子和化学性能具有重要意义。

针对上述问题，有必要提供一种纺丝过程中纳米纤维中大分子有序控制的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够对纺丝过程中纳米纤维中大分子有序控制的有序控制的纳米纤维分子排序的气泡静电纺丝装置。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种有序控制纳米纤维分子排序的气泡静电纺丝装置包括喷头装置、注射装置、气泵装置、接收装置和高压静电装置，所述喷头装置包括导气管和设置在所述导气管两侧的溶液输送管，所述注射装置与所述溶液输送管连接，所述气泵装置与所述导气管连接，所述高压静电装置分别与所述喷头装置及所述接收装置连接，所述导气管的高度低于所述溶液输送管的高度，所述溶液输送管的高度不少于10cm。

进一步地，所述有序控制纳米纤维分子排序的气泡静电纺丝装置包括设置在所述溶液输送管外侧的延伸部，所述延伸部内开设有以所述导气管的轴线为轴对称设置的导气通道，两侧的导气通道的延长线的交点在所述导气管的轴线上，所述导气通道被定义有进气口和出气口，所述出气口朝向所述溶液输送管。

进一步地，所述有序控制纳米纤维分子排序的气泡静电纺丝装置还包括鼓风装置，所述鼓风装置与所述进气口连通。

进一步地，所述导气管和所述溶液输运管的内部为圆形。

进一步地，所述导气管和所述溶液输运管的内部为矩形，所述导气管和所述溶液输运管的矩形短边均小于3mm。

进一步地，所述导气管矩形短边为2mm和所述溶液输运管的矩形短边为 1mm。

进一步地，所述高压静电装置的正极与所述溶液输送管连接，所述高压静电装置的负极与所述接收装置连接。

进一步地，所述溶液输送管为金属管，所述溶液输送管的数量为2根，所述溶液输送管的高度为15cm。