[发明专利]一种新型的静电纺丝收集器

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型的静电纺丝收集器。

背景技术

静电纺丝作为一种简易高效地制备超细纳米纤维的技术，已在生物医用材料、催化、过滤、光电、能源等领域发挥越来越重要的作用。如何制备具有优异的光学、电学、力学等特性的纳米纤维已成为静电纺丝研究领域的热点问题。收集器是静电纺丝设备的重要组成部分，收集器的形状、结构和放置位置决定了所纺纳米纤维的效率、结构、性能和分布状态。目前，应用于静电纺丝设备的收集器有很多，诸如：滚筒式收集器、圆盘式收集器、静态（动态）水浴式收集器，以及平板式收集器等。然而，这些收集器与喷丝头之间的位置关系都有一个共同点，即喷头位于收集装置的一侧或外部，并与收集器保持一定的距离。这种配置方式存在以下局限：第一，静电纺丝实施过程中，只能在一个方向上收集到纳米纤维膜，且纤维膜存在面积小，厚度不匀等缺点，不利于制备大面积均匀性的纳米纤维膜；第二，由于喷头与收集器之间所加电压很高，通常在几千伏到几十千伏之间，且完全暴露在开放空间，这给实际操作过程带来了很大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术问题，提供一种新型的静电纺丝收集器。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种新型的静电纺丝收集器，包括与储液器相连的喷丝头和收集器本体，所述收集器本体为一回转筒体或栅栏状回转筒体，可以为圆柱形、两端对称开口的圆球形或椭球形，所述与储液器相连的喷丝头和所述收集器本体均安置在绝缘支架台上，喷丝头的轴心线与收集器本体的轴心线重合，并使得喷丝头伸进收集器本体的内部，保证喷丝头与收集器之间的强静电场封闭在筒内，电场强度在垂直轴心线360度方向分布均匀。

所述收集器本体，根据不同需要，可选择为回转筒体或栅栏状回转筒体，其得到的纳米纤维膜效果也将会有所不同。

所述与储液器相连的喷丝头，根据实际需要，可在收集器本体的轴心线方向移动。

所述储液器与一设定好流量的计量泵连接。

所述收集器本体的内壁表面可以（根据实际需要）附有一层金属箔，例如铝箔、铜箔，从而在金属箔上收集纳米纤维膜。

当给喷丝头加正电压，收集器加负电压后，喷丝头与收集器之间的电场就会封闭在筒内，而且喷丝头和收集器之间所形成的电场强度在垂直轴心线360度方向上分布均匀。当前驱物溶液在喷丝头处形成泰勒锥后，在静电场力作用下喷出多条射流，经过拉伸、溶剂挥发、固化过程，最终沉积在收集器的内表面上，形成一层厚度均匀的纳米纤维膜。

本专利设计的收集器除了水平放置，还可以竖直放置，将收集器放在绝缘支架台上，竖直放置的优势在于高速喷丝过程中，前驱物溶液的液滴将不会滴落在已纺的纳米纤维膜上，有利于提高生产效率。

所述与储液器相连的喷丝头必须在收集器内部，保证强静电场封闭在筒内，而且可以沿着收集器内壁沉积均匀的纳米纤维膜；

所述与储液器相连的喷丝头放置在收集器的轴心线上，保证电场强度在垂直轴心线360度方向分布均匀。

在静电纺丝过程中，不仅收集纳米纤维膜的空间得到了拓展，而且，喷丝头与收集器之间的强静电场被屏蔽在筒内，有效降低了高压所带来的安全隐患。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明所述新型的静电纺丝收集器的回转筒体截面结构图。

图2为本发明所述新型的静电纺丝收集器的栅栏状回转筒体三维结构图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明实施例所述的新型的静电纺丝收集器，包括与储液器相连的喷丝头1和收集器本体2，所述收集器本体2为一回转筒体或栅栏状回转筒体，可以为圆柱形、两端对称开口的圆球形或椭球形，所述喷丝头1和所述收集器本体2均安置在绝缘支架台上，喷丝头1的轴心线与收集器本体2的轴心线重合，并使得喷丝头1伸进收集器本体2的内部，保证喷丝头与收集器之间的强静电场封闭在筒内，电场强度在垂直轴心线360度方向分布均匀。

根据不同的需要，将所述收集器本体2选择为回转筒体或栅栏状回转筒体，其效果也将会有所不同。

所述喷丝头1与一设定好流量（本专利采用1ml/h）的计量泵连接。

所述收集器本体2的内壁表面，可以根据需要，附有一层金属箔，例如铝箔、铜箔，从而在金属箔上收集纳米纤维膜。