[实用新型]静电纺丝装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种静电纺丝装置，特别涉及一种用于微米或纳米级纤维的静电纺丝装置。

背景技术

静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或熔体在强电场中，喷头处的液滴会由球形变为圆锥形，并从圆锥尖端延展得到纤维细丝。纤维细丝在空中固化后可产出纤维丝并且无序地沉积于收集板。

利用静电纺丝原理制造纤维丝过程中，液态射流/纤维丝在喷射过程时，会出现大幅度的螺旋不稳定鞭动，其原因是射流/纤维丝表面附带有电荷，电荷之间所产生的库伦斥力相互作用从而产生扰动，进而不断放大形成不稳定运动，从而在基底上形成大范围的纤维沉积。现有的传统静电纺丝技术并不能对纤维的螺旋不稳定鞭动范围和纤维沉积范围进行很好的控制。例如CN200880005819.X采用高压静电爆炸技术产生纤维，这种技术难以控制纤维的产生过程，包括纤维的沉积范围。CN201310020810.9采用鞘层气体约束的方式，利用外部气体的高速运动作用于静电纺丝射流，引入气体流畅拉伸力提升射流运动的稳定性，但这种方法对射流本身的不稳定鞭动控制有限，难以完全克服射流鞭动，同时气流冲击到收集板后的反弹也会增大射流鞭动的不稳定性。CN201210564303.7采用真空环境产生纤维，利用真空环境降低射流内部自由电荷，从而提高射流稳定性，但这种方式所需的环境要求较高，装置较为复杂，同时真空环境对可使用的纺丝溶液具有更高的要求。

实用新型内容

本实用新型提供一种静电纺丝装置，可以有效解决上述问题。

一种静电纺丝装置，包括：纺丝液供给单元，包括至少一出料口，所述纺丝液供给单元用于提供一待纺丝的溶液或熔融液；

接收单元，与所述纺丝液供给单元正对设置；

电源，电连接于所述纺丝液供给单元和所述接收单元之间，并用于在所述纺丝液供给单元和所述接收单元之间形成一电场；

离子风供给单元，设置于所述出料口，用于提供与所述待纺丝的溶液或熔融液电性相反的离子风。

进一步的，所述静电纺丝装置为滚筒式，且所述纺丝液供给单元包括一滚筒，所述滚筒的侧壁包括至少一冲孔，所述冲孔为所述出料口。

进一步的，所述静电纺丝装置为针尖式，且所述纺丝液供给单元包括容器以及与所述容器连通的喷头，所述喷头为所述出料口。

进一步的，所述离子风供给单元的出气口与所述出料口的出料方向形成一大于等于0度小于等于45度的夹角。

进一步的，所述夹角为0度。

进一步的，所述出料口与所述接收单元的距离为1毫米到1000毫米。

进一步的，所述出料口与所述接收单元的距离为100毫米到500毫米。

本实用新型提供的一种静电纺丝装置，通过微弱离子风在出料口处溶液周围产生离子，这部分离子会中和射流表面的部分电荷，从而增强射流的稳定性和鞭动的可控性。这种方式不仅可实现避免射流不稳定鞭动，还可实现超远距离纤维丝的有序直写。此外，本实用新型中，由于离子风所需的装置成本较低，结构简单，对环境要求及设备要求较低，故还可以显著降低成本。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的针尖式静电纺丝装置的结构示意图。

图2为本实用新型一实施例提供的针尖式静电纺丝装置中的喷头的局部放大结构示意图。

图3为本实用新型一实施例提供的针尖式静电纺丝装置通过控制不同离子风浓度所获得的不同稳定射流纤维的结构示意图。

图4为本实用新型另一实施例提供的滚筒式静电纺丝装置的结构示意图。

图5为本实用新型一实施例提供的滚筒式静电纺丝方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

请参照图1，一种针尖式静电纺丝装置100，包括：纺丝液供给单元10，接收单元20，电源30以及离子风供给单元40。所述纺丝液供给单元10用于提供一待纺丝的溶液或熔融液13。所述溶液或熔融液13可以为聚合物溶液或预聚物溶液。所述接收单元20与所述纺丝液供给单元正10对设置。所述电源30连接于所述纺丝液供给单元10与所述接收单元20之间，用于在所述纺丝液供给单元10和所述接收单元20之间形成一电场。所述离子风供给单元40，用于提供与所述待纺丝的溶液或熔融液13电性相反的离子风41。