[发明专利]一种纳米材料的制备装置

说明书

本发明提供的纳米材料制备装置，通过在连接器上接稳定的高压气体，推动活塞将料筒中的纺丝原液从出液口挤出，然后再通过喷气系统的气嘴将稳定的高压气体吹向从出液口挤出的纺丝原液液滴。当液滴的表面张力和气流的拉力达到二力平衡时，形成连续的喷丝细流，进而形成纳米纤维。该方案简化了纳米材料的制备过程，降低了生产成本，进而解决了当前纤维制备生产效率低，生产规模受限等难题。

技术领域

本发明涉及纳米材料领域，具体涉及一种纳米材料的制备装置。

背景技术

纳米纤维由于直径尺寸缩小到了纳米数量级，比表面积急剧增大，小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应以及量子隧道效应等开始出现，其在力、热、光、电和磁等物理性质上会表现出一系列列奇特的现象，使得其在柔性器件、能源环境、信息以及生物等诸多领域具有很大应用潜力。在纳米纤维的制备与研究中，溶胶-凝胶法与电纺丝技术相结合制备连续微/纳米纤维的方法已经被广泛使用。

静电纺丝是利用高压静电场作用于聚合物纺丝原液或熔体，使带电荷的高分子纺丝原液或熔体在静电场中流动并细化，产生喷射效果，然后经溶剂蒸发或熔体冷却而固化,从而得到聚合物基纤维状物质的过程。与其他纤维制备方法相比，静电纺丝技术不仅可以连续生产出尺寸均匀、长径比较大的纳米纤维，而且通过溶胶-凝胶法可以较容易的控制纤维的成分，实现复合纤维的制备，甚至可以制备空心、多空纳米纤维。但是，由于静电纺丝过程中纺丝原液成丝的动力源于高压静电场对带电荷纺丝原液的电场力，所以溶胶-凝胶法配制的纺丝原液必须通过一定的方法使其带有电荷，使纺丝工艺复杂、成本升高，且高电压具有一定的危险性，限制了生产效率的提高。

发明内容

本发明提供了一种纳米材料的制备装置，可以简化纳米材料的制备过程、降低成本；以解决当前纤维制备生产效率低，生产规模受限等难题，为高质量微纳米纤维的批量生产提供可能性。

本发明提供了一种纳米材料的制备装置，包括：用于供给纺丝原液的给液系统、用于提供稳定的高压气体，喷吹连续供给的纺丝原液的喷气系统；

所述给液系统，包括：连接器、料筒、活塞和针头；

所述喷气系统，包括：高压气体产生设备和气嘴；

所述针头的一端与料筒连接，另一端设有出液口；

所述针头至少一部分位于所述气嘴内；

所述针头设有出液口的一端向所述气嘴的喷气口方向延伸，并伸出所述气嘴；

其中，所述连接器接有稳定的高压气体，推动所述活塞将料筒中的纺丝原液从所述出液口挤出；

所述喷气系统通过气嘴将稳定的高压气体吹向从所述出液口挤出的纺丝原液液滴。

在本发明的纳米材料制备装置中，所述气嘴的横截面为圆形。

在本发明的纳米材料制备装置中，所述针头的横截面为圆形。

在本发明的纳米材料制备装置中，所述针头伸出气嘴的部分与所述气嘴同心。

在本发明的纳米材料制备装置中，所述针头的内径为100um～1mm。

在本发明的纳米材料制备装置中，所述针头伸出气嘴部分的长度为5mm～10mm。

在本发明的纳米材料制备装置中，所述连接器包括：进气口以及卡扣；以及

所述连接器的下表面有密封橡胶。

在本发明的纳米材料制备装置中，所述料筒的进料端呈檐状。