[发明专利]一种基于气动的静电纺丝装置

说明书

本发明公开了一种基于气动的静电纺丝装置，设有供气装置、气体分流装置以及喷射装置。其中，供气装置引入高压气流，可转移射流表面电荷，降低表面电荷密度，减小射流间的电荷干扰，同时可以细化纳米纤维，改善纳米纤维的质量；通过导气装置，使喷射针头之间留有空隙，进一步降低射流间的电荷干扰，通过干燥装置，降低湿度对操作条件的影响，从而降低环境参数对静电纺丝的影响；采用喷射针头，易拆卸，易清洗，易更换。该装置能改善静电纺丝的质量，显著提高静电纺丝的产率，解决了传统静电纺丝所具有的问题，改良了近年来利用鞘气进行静电纺丝的装置，为静电纺丝的产业化提供了可能。

技术领域

本发明涉及一种静电纺丝装置，尤其是涉及利用鞘气分流提高静电纺丝效率的一种基于气动的静电纺丝装置。

背景技术

静电纺丝技术是指聚合物溶液或熔体在高压静电场力作用下发生喷射拉伸，经溶剂挥发固化，得到纤维状材料的一种方法。静电纺丝技术具有工艺简单，可纺聚合物较广和成本低的优点。静电纺丝相对于其他常规纺丝工艺最主要的特点是可得到比表面积大、孔隙率高、孔径小、长径比大的纳米纤维。静电纺丝的过程参数主要包括聚合物溶液的性质、工艺参数以及环境参数(包括温度、湿度)，

调节各因素对产品的纤维直径、孔隙率、强度等性能指标有重要影响。其中纤维直径是最关键的性能指标，研究表明，高压、低粘度、低流体推进量有利于纤维的细化。由于静电纺丝纳米纤维高度比表面积和孔隙率，已在服装材料、过滤材料、生物医用材料电极和隔膜材料等方面得到广泛应用。

传统静电纺丝装置，通常每小时最多纺1.5g，或者每小时最多能喷6ml，电纺的效率很低。近年来，提高静电纺丝效率的方法主要是采用多针头静电纺丝装置来进行批量制造，但是由于静电排斥力的作用，使各个喷射针头的喷射状态不一致，难以保证每个喷射针头进行持续纺丝，同时静电排斥力也使射流不稳定，使纳米纤维的形态尺寸差异大，影响纳米纤维膜的质量。也有部分引入高压气体来提高效率，但是受到环境参数影响较大，尤其是湿度的影响，当湿度较大时，通过供气泵提供气体时，气体中含较多水分，影响电纺。目前规模化静电纺丝装置所采用的喷头很难拆卸，且易堵塞，难清理，造成很大的资源浪费，严重阻碍了静电纺丝的发展。

发明内容

本发明目的在于，针对上述问题，提供减小纺丝射流间的静电排斥力的干扰，提高静电纺丝效率，降低环境参数对电纺的影响，提高静电纺丝质量的一种基于气动的静电纺丝装置。

本发明设有供气装置、气体分流装置以及喷射装置；

供气装置包括：依次连接的气体干燥装置、空气压缩机，气体导管转接装置；

与气体导管转接装置相连的气体分流装置连接喷射装置；

其中，喷射装置包括高压电源，可控注射装置，注射器，喷射针头、导气装置以及接收装置；可控注射装置与注射器连接，注射器与喷射针头连接；通过引气通道、导气通道构成的所述导气装置；其中，引气通道连接气体分流装置，导气通道一端封闭，另一端对应接收装置开口；喷射针头穿过导气通道封闭一端并延伸接近接收装置，高压电源的负极接地，正极与导气装置连接。

供气装置的气体干燥装置、空气压缩机，气体导管转接装置之间通过内径6～8mm的气体导管连接；气体分流装置一端通过气体导管转接装置与内径为3～5mm的气体导管连接，另一端与喷射装置之间通过内径为3～5mm的气体导管连接。

进一步的，喷射针头为一根或多根,喷射针头为21号不锈钢针头。

进一步的，导气装置为金属三通管。

进一步的，供气装置的空气压缩机与气体导管转接装置之间设有调压阀，气体压力表；

进一步的，气体分流装置与喷射装置之间设有辅助调压阀，辅助气体压力表。

进一步的，气体干燥装置，内部设有干燥剂及升温装置。