[发明专利]一种静电纺丝装置及其应用

说明书

本发明涉及一种静电纺丝装置及其应用，所述静电纺丝装置包括至少两个供液单元，各所述供液单元包括储液器和调节件，所述调节件与所述储液器连通，用于调节所述储液器的物质流出速率；依次连接的静态混合器、纺丝喷头和电压发生器，所述静态混合器与每个所述储液器分别连通；及，接收单元，所述接收单元对应所述纺丝喷头设置，用于收集从所述纺丝喷头流出的物质。本发明中，通过设置多个带有调节件的供液单元，通过控制纺丝原液的流速连续制备不同的纺丝液，可以实现连续快速进行纳米纤维的制备，同时，使用本发明的装置，不需要更换溶液供液单元元件，节省了耗材成本。

技术领域

本发明属于纳米纤维制备领域，尤其涉及一种静电纺丝装置及其应用。

背景技术

纳米纤维不但具备纳米颗粒的尺寸微小、比表面积高等特性，同时它还有机械稳定性好、纤维连续性好等优点。同时，由纳米纤维堆积而成的具有三维立体多孔结构的纳米纤维膜材料具有孔径小、孔隙率高、连通性好、堆积密度可控等优点，因而可以作为纳米科学和技术的基本构筑基元，广泛应用于环境、能源、生物医学、信息等领域。

纳米纤维的制备方法主要分为三大类。第一类为分子技术制备法，报导较多的是单管或多管纳米碳管束的制备采用的方法为CVD法；第二类为纺丝制备法，主要包括聚合物喷射静电拉伸纺丝法、熔喷法、海岛型多组分纺丝法、单螺杆混抽法和原纤化法；第三类为生物制备法，即利用细菌培养出更加细小的纤维素。其中，静电纺丝法、熔喷法、原纤化法以及双组分复合纺丝法是几种主要的以产业化的纳米纤维制备技术。比较其工艺特征以及产品特点可知，静电纺丝法以其制造装置简单、纺丝成本低廉、可纺物质种类繁多、工艺可控等优点，被公认为具有批量制造超细纳米纤维材料的最具潜力的重要方法之一。

新材料的快速发展和更新迭代，决定着研发速度也必须加快。然而，基于科学设计的材料制备一直是纳米纤维研发与应用的基础，传统的“经验指导实验”的试错法一直占据着纳米纤维研发的主流，导致新型纳米纤维材料的研发周期长、成本高、效率低。

CN106435779A公开了一种纳米纤维制备装置，该发明的纳米纤维制备装置包括一供液组件、一喷射组件、一供电组件和一接受组件，所述供液组件向所述喷射组件供液，所述喷射组件中的溶液通过金属导线与供电组件相连，所述喷射组件在所述供液组件的驱动下喷射溶液至所述接受组件，所述喷射组件包括一梯台状喷头，所述梯台状喷头的顶面以及相对的两侧面均具有数组平行排列的圆形微孔，溶液从所述平行排列的圆形微孔喷出后在电场力的作用下以平行排列的方式喷射在接受组件上，从而制备出高取向性的纳米纤维。所述纳米纤维制备装置结构简单，纺丝效率高。该发明的缺点在于不能得到可设计的多组分纳米纤维。

CN106215987A公开了一种多通道并流微流体芯片及基于该芯片的线性多相异质结构纤维的可控纺丝方法，该发明由在水凝胶湿纺工艺或静电纺丝工艺中供不同纺丝溶液单独流通的若干根分流毛细管和一根汇聚各分流毛细管流出的各纺丝溶液的汇流毛细管组成，各分流毛细管一端以相同深度从汇流毛细管一端口平行嵌插入汇流毛细管内固定，且对汇流毛细管的承插端口进行密封，各分流毛细管的另一端为整个多通道并流微流体芯片的入口，汇流毛细管的另一端为整个多通道并流微流体芯片的出口。该发明还提供了基于上述多通道并流微流体芯片的线性多相异质结构米纤维的可控纺丝方法。本发明能以降低微流体芯片的工艺难度和成本，提高实用耐用性，以连续、快速、便利的制作出各种线性多相异质结构微纳米纤维。该发明的缺点在于虽然提供了多通道并流微流体芯片，但是在纺丝时并不能控制不同通道纺丝溶液的速率，无法得到不同组分的纳米纤维。

综上所述，开发一种可以短时间内连续制备不同组分纳米纤维的静电纺丝高通量实验制备装备及其应用至关重要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种静电纺丝装置及其应用，所述静电纺丝装置可以连续快速进行不同组分纳米纤维的制备。

为达此目的，本发明提供一种静电纺丝装置，所述静电纺丝装置包括：