[发明专利]电纺液成丝装置及静电纺丝机

说明书

技术领域

本发明属于纺织机械领域，涉及一种电纺液成丝装置及静电纺丝机，适用于大规模的静电纺丝制备。

背景技术

静电纺丝技术是A Formhals在1934年提出的一种制备连续纳米纤维材料的方法。该技术是利用电场力将高聚物溶液在静电场中形成射流，进而拉伸成纳米尺寸的丝，也就是纳米纤维，该纳米纤维在接收装置上形成类似非织造布状的纳米纤维膜纤维毡。这种纳米纤维膜具有良好的光学、电学、电磁学等方面的性质，因而在电子光学、生物医学、微纳米器件等领域具有潜在的应用价值。目前，静电纺丝已成为制取纳米纤维,以及纳米纤维膜最重要、最有效的方法。但静电纺丝纤维的直径较细，所以产量低，且提供牵伸力的电场容易受到干扰，阻碍了工业化的生产和应用。Tomaszewksi 等研究发现，针头数量和产量呈线性相关。为了提高纳米纤维的产量，使用多针头进行静电纺是一种非常有效的方式。然而，仅仅提高针头的数量还不能提高产量，更需要多个喷头单元组合的方式更能增大电纺液的喷射面积。但多个喷头单元组合，由于多个喷头单元之间相互影响，对于电场分布产生了干扰，从而影响了大规模的制造纤维薄膜。

基于以上因素，仅仅单纯增加喷头的数量并不能获得高质量的电纺纳米纤维膜，因此严重制约了静电纺丝技术的产业化应用，多针静电纺的应用未取得实质性进展。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种多喷头的电纺液成丝装置，可以降低电场分布的干扰，并可以大规模制造纤维薄膜。

一种电纺液成丝装置，该电纺液成丝装置包括：一个中心圆盘；多个连接杆与所述中心圆盘连接，并自所述中心圆盘向外延伸，相邻的两个连接杆的延长线所成的角度相等，当多个连接杆的长度不同时，该多个连接杆包括多个第一连接杆和多个第二连接杆，该多个第一连接杆和第二连接杆交替设置；以及多个喷头单元，每个喷头单元通过一个上述连接杆与所述中心圆盘连接，当多个连接杆的长度不同时，所述多个喷头单元的圆心至所述中心圆盘的中心的距离为，第一间距和第二间距，每个喷头单元包括多个电纺针头。

一种电纺液成丝装置，包括：多个喷头单元，每个喷头单元包括多个电纺针头，所述多个喷头单元设置在同一个平面内，且围绕一个对称中心中心对称分布，该多个喷头单元分布在以该对称中心为圆心的一个或两个不同半径的圆环上，相邻的两个喷头单元与圆心的连线所成的夹角相等，当多个喷头单元分别位于两个不同半径的圆环上时，相邻的喷头单元到圆心的距离不同；以及一个固定装置，用于固定所述多个喷头单元维持上述位置关系。

与现有技术比较，本发明的多喷头单元的静电纺丝装置，根据电场分布的原理，合理的调整了喷头单元之间的排布方式，从而平衡了电场的分布，避免了多个喷头单元之间相互影响，实现了大规模的利用静电纺丝技术制造各种纤维薄膜，显著改善了纺丝纤维质量。

附图说明

图1为本发明实施例提供的静电纺丝机的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的静电纺丝机的分液器的剖视图。

图3为本发明实施例提供的静电纺丝机的分液器的锥型壳体的剖视图。

图4为本发明实施例提供的静电纺丝机的分液器的盖体的俯视图。

图5为本发明实施例提供的静电纺丝机的电纺液成丝装置的俯视图。

图6为本发明实施例提供的静电纺丝机的喷头单元的底盘俯视图。

图7为本发明实施例提供的静电纺丝机的另一种喷头单元的底盘俯视图。

图8为本发明实施例提供的静电纺丝机的喷头单元的底盘上，某一排电纺针头的分布请情况。

图9为本发明实施例提供的静电纺丝机的喷头单元的底盘上，各排电纺针头的中心电纺针头的长度关系示意图。

图10为本发明实施例提供的静电纺丝机制备PI纤维膜SEM照片。

图11为本发明实施例提供的静电纺丝机制备PVDF纤维膜SEM照片。

图12为本发明实施例提供的静电纺丝机制备PEO纤维膜的SEM照片。

主要元件符号说明