[发明专利]静电纺丝设备及制备中空纳米纤维的方法

说明书

技术领域

本发明涉及纺织工业领域，尤其涉及一种静电纺丝设备及制备纳米纤维的方法。

背景技术

中空纳米纤维在药物释放，组织支架，催化，纺织等很多方面有广阔的应用前景。

目前制备中空纳米纤维主要有自组装法和模板法。自组装法制备中空纳米纤维是通过用表面修饰有表面活性剂或者溶液中分散有表面活性剂的碳或者氮化硼和多肽的自组装来获得的。只有某些特定的材料才可以通过自组装的方法来制备中空纳米纤维。

模板法制备中空纤维的方法中，一种是在模板纤维表面的纳米级孔阵列中通过控制聚合反应的时间，来获得具有特定壁厚或者复制出纳米级孔阵列然后除去作为模板的纤维，从而获得有特定壁厚或者有特定表面结构的中空纤维；另一种方法是用电纺纤维作为模板，在模板纤维表面覆盖一层薄膜，然后通过溶剂或者煅烧的方法选择性地除去模板从而获得中空的纳米纤维。

国立大学法人名古屋大学(申请号：02823491.X和200810166051.6)利用模板法使催化剂和含碳化合物在500～1200℃温度下接触，制备以碳为主要成分的中空纳米纤维。东南大学(申请号：200610096750.9)利用电纺纤维为模板，结合层层组装技术制备多层中空纤维。但目前的静电纺丝技术存在对材料要求高且制备过程复杂的问题。

发明内容

为解决现在技术存在的不足，本发明提供一种静电纺丝设备及制备纳米纤维的方法，可以连续静电纺丝在纱线表面形成纳米涂层，从而制备出直径小且性能好的纳米纤维，以方便用该纳米纤维为模块制备中空纳米纤维。

实现本发明目的的技术方案具体如下：

一种静电纺丝设备，其特征在于，该设备包括：

高压静电发生器(3)、自动供液装置、同轴复合喷头(6)、缠绕装置和接收电极板(11)；其中，

所述高压静电发生器(3)与具有两个进液口和一个复合喷头的同轴复合喷头(6)电连接，接收电极板接地；

所述同轴复合喷头(6)与接地的所述接收电极板(11)之间相对并保持一定距离设置；

所述自动供液装置与同轴复合喷头(6)的各进液口(68、69)连接；所述同轴复合喷头(6)具有同轴设置的壳管喷头(66)和芯管喷头(67)，所述壳管喷头(66)和芯管喷头(67)分别与所述进液口(68、69)相连，以分别供应壳层溶液和芯层溶液。

所述缠绕装置设置在所述同轴复合喷头(6)与所述接收电极板(11)之间，缠绕装置上输送的基布或纤维帘从所述同轴复合喷头(6)与所述接收电极板(11)之间的区域穿过。

此外，所述同轴复合喷头包括：喷头本体(61)、喷头盖(62)、以及喷头本体(61)与喷头盖(62)之间的导流板(64)，所述喷头本体(61)上设有液腔(65)，液腔(65)上端设有开口，喷头本体(61)的底面上设置与液腔(65)内连通的所述复合喷头。

此外，所述喷头盖(62)覆盖设置在所述喷头本体(61)的液腔(65)的开口上，所述喷头盖(62)上设有两个进液口，其中一个进液口与所述复合喷头的芯管喷头(67)连通，另一个进液口经液腔(65)与所述复合喷头的壳管喷头(66)连通。

所述喷头盖(62)与所述喷头本体(61)的液腔开口之间的连接处设置所述密封圈(63)；

所述导流板(64)设置在所述喷头本体(61)的液腔内，导流板(64)为设有多个导流孔的板式结构。

所述同轴复合喷头的进液口为两个平行设置的管式结构；所述同轴复合喷头(6)的复合喷头由芯管喷头(67)外面套装壳管喷头(66)构成。

此外，所述同轴复合喷头的复合喷头朝下设置，接地的所述接收电极板设置在所述同轴复合喷头的下方。

此外，所述设备还包括：由聚酰胺树脂制成的喷头箱，所述同轴复合喷头设置在所述喷头箱内。

此外，所述设备还包括：喷头位置驱动装置，与所述同轴复合喷头连接，驱动同轴复合喷头作直线往复运动。

此外，所述喷头位置驱动装置包括：控制装置、驱动装置和行程开关；其中，

控制装置分别与驱动装置和行程开关电连接，能根据行程开关发出的信号控制驱动装置；

所述行程开关设置在所述同轴复合喷头安装位的两侧；

所述驱动装置与所述同轴复合喷头连接，驱动同轴复合喷头进行直线往复运动。

此外，所述高压静电发生器采用输出电压为5～100KV的直流高压静电发生器；