[发明专利]一种自由液面双喷头排布的静电纺丝方法

说明书

本发明提供了一种自由液面双喷头排布的静电纺丝方法，首先将两个自由液面喷头线性排布在接收装置的下方；然后通过电场模拟计算两个自由液面喷头的临界电压值；给两个自由液面喷头独立加载所述临界电压，使得两个自由液面喷头的自由液面完全被激发出多根射流，抽长拉细成纳米纤维，最终被接收装置基布接收。根据接收装置基布上收集到的纳米纤维网面积，计算单位时间内纳米纤维的产量。本发明提供的方法克服了现有技术的不足，采用双喷头排布进行静电纺丝，大大提高了生产效率，同时出丝状态稳定，纺丝效果好，可用于批量化静电纺丝。

技术领域

本发明涉及静电纺丝技术领域，特别是涉及一种自由液面双喷头排布的静电纺丝方法。

背景技术

静电纺丝就是高分子流体静电雾化的特殊形式，此时雾化分裂出的物质不是微小液滴，而是聚合物微小射流，可以运行相当长的距离，最终固化成纤维。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进行喷射纺丝。在电场作用下，针头处的液滴会由球形变为圆锥形(即“泰勒锥”)，并从圆锥尖端延展得到纤维细丝。这种方式可以生产出纳米级直径的聚合物细丝。

申请号为201310032194.9的中国发明专利公开了一种伞状静电纺丝喷头及静电纺丝装置，其属于一种无针式自由液面静电纺丝装置，实现了静电纺丝纳米纤维膜的批量化生产。

然而单个喷头的产量十分有限，因此需要将该种喷头进行组合排布，以真正满足产业化需求，成倍提高生产效率。但是，喷头边缘的电场相互干扰会使得电场扰动，出丝状态不稳定，纺丝效果差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：如何提高静电纺丝的效率，同时保证出丝状态的稳定性，提高纺丝效果。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种自由液面双喷头排布的静电纺丝方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将两个自由液面喷头线性排布在接收装置的下方；

步骤2：通过电场模拟计算两个自由液面喷头的临界电压值；

步骤3：给两个自由液面喷头独立加载所述临界电压，使得两个自由液面喷头的自由液面完全被激发出多根射流，抽长拉细成纳米纤维，最终被接收装置基布接收。

优选地，所述步骤1中，两个自由液面喷头中心位置的连线与接收装置平行。

优选地，所述步骤1中，两个自由液面喷头的直径为25-50mm。

优选地，所述步骤1中，两个自由液面喷头的间距为30-100mm；所述间距是指两个自由液面喷头边缘之间的最近距离。

优选地，所述步骤2中，使用有限元模拟软件对不同喷头间距下的自由液面双喷头排布进行电场模拟，求得临界电压值。

优选地，所述步骤3中，接收装置基布运行速度设置为2m/min。

优选地，还包括步骤4：根据接收装置基布上收集到的纳米纤维网面积，计算单位时间内纳米纤维的产量。

本发明提供的方法克服了现有技术的不足，采用双喷头排布进行静电纺丝，大大提高了生产效率，同时出丝状态稳定，纺丝效果好，可用于批量化静电纺丝。

附图说明

图1为自由液面双喷头排布主视图；

图2为自由液面双喷头排布俯视图；

图3为自由液面双喷头排布及接受装置侧视图；

图4为自由液面双喷头电场模拟图(当喷头间距分别为30、40、50mm时，喷头附近电场的分布情况，颜色的深浅表示电场强度的高低)；