[发明专利]一种静电纺丝装置

说明书

技术领域

本发明属于纺丝领域，尤其涉及一种能高效率高质量生产纳米纤维的静电纺丝装置。

背景技术

静电纺丝技术被认为是目前制备纳米纤维最直接、最简单的方法。通过静电纺丝工艺制备的纳米纤维具有高比表面积、高孔隙率、直径和厚度可控等优点，在再生医学、高性能过滤、能量储存、微纳米电子和光学器件等领域得到了广泛的应用。

然而，一直以来，静电纺丝技术低产量的特点很大制约了纳米纤维的广泛应用。为了提高纳米纤维的产量，研究者提出无针静电纺丝技术。对于无针静电纺技术来说，最重要的是产生足够多的聚合物带电射流。研究表明，当电压达到某个临界值时，纺丝液表面产生波动，从而产生射流。因此，射流的产生是不稳定的、不可控的过程，这造成了纺丝过程中需要很高的电压，得到的纳米纤维直径粗细不匀，可纺的聚合物种类受限等缺点。因此，如何在提高产量的同时保证纳米纤维的质量成为一直以来的难题。

针对上述现有技术中存在的技术问题，有必要提供一种高效率高质量生产纳米纤维的静电纺丝装置，以克服上述缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高效率高质量生产纳米纤维的纺丝装置，用以解决传统批量化纺丝过程中纳米纤维直径粗细不匀，可纺聚合物种类受限的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种静电纺丝装置，其包括接收板、与接收板连接的高压直流电源、用以贮存聚合物溶液的溶液槽、电动机及与电动机连接的喷丝装置，所述喷丝装置采用带有若干针尖的金属圆盘或金属丝网圆盘，所述金属圆盘或金属丝网圆盘置于溶液槽上且保证针尖接触到聚合物溶液。

优选的，在上述静电纺丝装置中，若干所述针尖安装于圆盘表面形成一圈。

优选的，在上述静电纺丝装置中，若干所述针尖等间距排布。

优选的，在上述静电纺丝装置中，若干所述针尖为阵列排布，若干所述阵列排布的针尖安装于圆盘表面形成多圈。

优选的，在上述静电纺丝装置中，每一圈中的针尖等间距排布。

优选的，在上述静电纺丝装置中，相邻两圈之间等间距排布。

优选的，在上述静电纺丝装置中，每根所述针尖有相同的长度和直径。

优选的，在上述静电纺丝装置中，所述圆盘设有转轴，所述静电纺丝装置包括用以连接电动机与转轴的连接器。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果包括：

一种静电纺丝装置，其包括接收板、与接收板连接的高压直流电源、用以贮存聚合物溶液的溶液槽、电动机及与电动机连接的喷丝装置，所述喷丝装置采用带有若干针尖的金属圆盘或金属丝网圆盘，所述金属圆盘或金属丝网圆盘置于溶液槽上且保证针尖接触到聚合物溶液。该技术方案通过采用带有针尖的圆盘或金属丝网圆盘作为喷丝装置，聚合物带电射流的产生是主动的过程，这种主动的过程克服了以前无针静电纺丝不稳定、不可控的缺点，使得纺丝过程容易并稳定的进行，解决了传统批量化生产过程可纺聚合物种类受限的缺点。

若干所述针尖安装于圆盘表面形成一圈，若干所述针尖等间距排布。该技术方案保证了纳米纤维的均匀性。

若干所述针尖为阵列排布，若干所述阵列排布的针尖安装于圆盘表面形成多圈。每一圈中的针尖等间距排布。相邻两圈之间等间距排布。该技术方案保证了纳米纤维的均匀性。

每根所述针尖有相同的长度和直径。该技术方案保证了纳米纤维的均一性。

所述圆盘设有转轴，所述静电纺丝装置包括用以连接电动机与转轴的连接器。该技术方案保证了圆盘旋转的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的有关本发明的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明静电纺丝装置的示意图；

图2是本发明静电纺丝装置中带有针尖的金属圆盘的示意图；

图3是本发明静电纺丝装置中带有针尖的金属丝网圆盘的示意图；

图4是本发明静电纺丝装置中接收板为金属板的示意图；

图5是本发明静电纺丝装置中接收板为滚筒的示意图。

其中：1、接收板；11、金属板；12、滚筒；2、高压直流电源；3、喷丝装置；31、金属圆盘；32、金属丝网圆盘；4、溶液槽；5、电动机。

具体实施方式