[实用新型]一种带高压密闭容器的静电纺丝装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种聚合物纤维的纺织领域，尤其是一种静电纺丝装置。

背景技术

纳米纤维由于其纤维具有数nm-数千nm的细微直径，因此其制造的纳米纺织品具有非常大的比表面积和高的孔隙率，其独特的性质也使得纳米纺织品在人们日常生活中的广泛应用，例如抗菌内衣、免洗衬衫、防紫外线及屏蔽电磁波等的防护服、消防人员的阻燃工作服等等。

而静电纺丝(也称为电荷诱导纺丝)，是已知的生产由高分子聚合物制备的直径在亚微级的纳米纤维的最常见的方法。在常规的静电纺丝方法中，将高分子聚合物溶液供应至针形喷嘴，向该喷嘴施加高电压，使得作为细丝从该喷嘴排出的聚合物溶液带有电荷，随着聚合物溶液中溶剂的蒸发，这些电荷之间的距离缩短，作用在溶液上的库仑力增加，当该库仑力超过细丝状聚合物溶液之间的表面张力时，细丝状聚合物溶液将经历所谓的静电爆炸过程，在此过程中聚合物溶液被爆炸性地拉出，该现象本身作为初级、二级、有时三级爆炸等而重复，直至得到由聚合物制备的直径在亚微级的纳米纤维。

然而常规静电纺丝是在常温常压下、敞开式的环境下进行的，这对于高分子溶液而言，在降低的电压下就会引起电晕放电、火花放电。比如在纯空气中平板电极的距离为2cm时通常要30kV/cm才会发生火花发电，但在静电纺丝时，特别是针形喷嘴为金属材质时，激发电晕放电的条件相当低，在电极间的距离为5-20cm时，甚至只需要3kV/cm就会发生电晕放电。这就导致本来用于制造纤维的电荷都被电晕电流所消耗，从而影响了纺丝的稳定生产。

因此，研发一种能够稳定生产的静电纺丝装置，对于纳米纤维的生产以及相关的领域具有重要的意义和广阔的应用前景。

发明内容

本实用新型的目的即在于提供一种稳定生产纳米纤维、增大聚合物溶液吐出量的静电纺丝装置。

本实用新型所采用的技术方案如下：一种静电纺丝装置，其特征在于：包括一个用于排出聚合物溶液的纺丝喷嘴，一个与纺丝喷嘴相对设置的接地的圆柱电极；所述纺丝喷嘴和圆柱电极均容纳于一个密闭容器中；所述密闭容器通过气体流量调节器与一个气缸连通；所述纺丝喷嘴与一个聚合物溶液供给装置连通，且所述纺丝喷嘴的针形喷嘴与高压电源相连；所述密闭容器还设有用于排出挥发溶剂的排气口，所述排气口通过调节阀与排气装置相连通。

为了达到足够的抑制放电的作用，优先维持密闭容器内的压力在5-10个大气压，因此要求气缸能提供如此的高压，并且密闭容器能够耐受相应的高压。

本实用新型的有益效果是，通过将纺丝空间密闭，并维持一定的压力，从而抑制了纺丝喷嘴排出的聚合物溶液与圆柱电极之间电晕放电和火花放电，因此可以施加更高的电压而增大聚合物溶液的排出量，从而稳定提高静电纺丝的生产率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1，详细描述本实用新型的结构部件：静电纺丝装置，其特征在于：包括一个用于排出聚合物溶液的纺丝喷嘴1，一个与纺丝喷嘴1相对设置的接地的圆柱电极2；所述纺丝喷嘴1和圆柱电极2均容纳于一个密闭容器3中；所述密闭容器3通过气体流量调节器4与一个气缸5连通，所述气缸5能提供至少5个大气压的高压，并且所述密闭容器3能够在至少5个大气压的条件下正常使用；所述纺丝喷嘴1与一个聚合物溶液供给装置6连通，且所述纺丝喷嘴1的针形喷嘴7与高压电源8相连；所述密闭容器3还设有用于排出挥发溶剂的排气口，所述排气口通过调节阀9与排气装置10相连通。