[实用新型]一种机械波干涉静电纺丝装置

说明书

本实用新型公开了一种机械波干涉静电纺丝装置，主要包括直流高压静电发生器、激振器、储液槽、收卷装置、电极板、导电板、偏心块、流量计、泵、供液槽、信号发生器及功率放大器，其中储液槽水平放置，导电板贴放在储液槽两个相对的内侧面，外侧固定一个偏心块；激振器接在储液槽外侧；信号发生器与功率放大器相连，与激振器并联；激振器传送信号波给储液槽内的纺丝溶液，激发液体产生周期性波动，波干涉产生驻波，当振幅越高，波峰处纺丝溶液越易于在电场下拉伸成丝。调节信号发生器输出信号不同，可使槽内液体作不同类型的周期性谐振波动。通过调节不同频率和振幅，电场力大小等条件可控制槽内纺丝液体的波形和波长等参数，进而控制纤维质量和形貌。

技术领域

本发明涉及静电纺丝技术领域，特别是涉及一种机械波干涉的静电纺丝装置。

背景技术

随着纳米技术的快速发展，静电纺丝技术也逐渐成为研究的热点。作为纳米纤维主要的制备技术，静电纺丝应用广泛，制备原料包括了各种各样的可溶或可熔的高聚物，可制备出应用于医药、环境、食品等各个领域的纳米纤维产品。

静电纺丝技术的工艺和装置一直是该领域研究的一个热点，传统的针式静电纺丝，产量低且纺出的纳米纤维容易出现直径分布不均匀，纤维不连续等现象。因此，为了克服原有技术的缺陷，并进行大量生产纳米纤维，越来越多的新工艺、新设备被逐渐开发出来。专利CN104963007A公布了一种无针式生产纳米纤维纺丝装置，操作较简便，但易导致纳米纤维直径均匀性较差，纺丝溶液回收困难。因此，如何简化工艺和实验装置，减少原料的浪费，并能大量高效地生产均匀性较好的纳米纤维是目前的一个研究重点。

发明内容

本发明一种机械波干涉静电纺丝装置，目的是提供一种能通过周期性机械波干涉信号传给纺丝溶液，纺丝溶液作周期性振动，在机械波干涉下产生的驻波处产生大量射流的装置。该装置属于无针式静电纺丝装置，避免了传统的针头易堵塞难清洗的缺点，并减少纺丝原料的浪费,可在机械波频率稳定时制备均匀性较好的纳米纤维。

本发明采用的技术方案是：一种机械波干涉静电纺丝装置，主要包括直流高压静电发生器、激振器、储液槽、收卷装置、电极板、导电板、偏心块、流量计、泵、供液槽、信号发生器及功率放大器，其中储液槽水平放置，导电板贴放在储液槽两个相对的内侧面，外侧固定一个偏心块；电极板放置于储液槽正上方8-40cm处，有利于调节电场强度；收卷装置放置于储液槽正上方5-30cm处，且在电极板正下方，收卷装置的尺寸略大于储液槽上侧面，有益于纤维的有序收集；激振器接在储液槽外侧，偏下方；信号发生器与功率放大器相连，与激振器并联；直流高压静电发生器正极与储液槽内侧的导电板相连，负极与电极板相连；流量计安装在泵上，泵一边连接到供液槽，另一边与储液槽相连，供液槽内的纺丝溶液通过泵输送到储液槽，保持纺丝过程中储液槽液面高度的稳定。

本发明一种机械波干涉静电纺丝装置，储液槽为正方形，选材为不导电的木质或塑料类材料。形状也可为正多边形，边数为偶数。

本发明一种机械波干涉静电纺丝装置，导电板选材最好为导电的不锈钢片，形状为正方形，与储液槽的内侧面尺寸等大，厚度为1-5mm，厚度不宜太大，能实现导电功能即可。

本发明一种机械波干涉静电纺丝装置，偏心块侧面面积约为导电板侧面的三分之一，形状不定，可购买市售。

本发明一种机械波干涉静电纺丝装置，激振器最好为电动式，频率可调，振幅范围±3～±20mm，使液面有波纹凸起，以实现凸起处在电场下被拉伸出大量的纳米纤维；放置于储液槽的外侧面偏下方，可为一个、两个相对或多个不相对的侧面。此外可在储液槽底面添加一个激振器。

本发明一种机械波干涉静电纺丝装置，激振器与储液槽的连接为绝缘连接，激振器输出轴外包裹一层绝缘材料，通过绝缘连接器与储液槽和导电板连接，激振器距离储液槽水平距离约10-40cm，防止高压直流电场的干扰。