[实用新型]一种基于分形原理的无针纺丝设备

说明书

本实用新型涉及静电纺丝技术领域，涉及一种基于分形原理的无针纺丝设备。包括多尖端喷丝装置、接收板、高压静电发生器、储液供液装置、分流管、毛刷以及底座；多尖端喷丝装置通过转动机构可转动设于底座上，接收板位于多尖端喷丝装置正上方；高压静电发生器的正极与多尖端喷丝装置电性连接，负极与接收板电性连接，同时接收板接地；储液供液装置固定于底座上，毛刷设于多尖端喷丝装置的一侧且与多尖端喷丝装置的尖端接触；储液供液装置通过分流管给毛刷供液。本实用新型应用了二级分形原理，有规律且均匀地产生了多个尖端，这些尖端的存在可使纺丝电极在施加较小电压的条件下就能够获得较大的电场强度，可以提高产量，还可以提高纺丝均匀性。

技术领域

本实用新型涉及静电纺丝技术领域，更具体地，涉及一种基于分形原理的无针纺丝设备。

背景技术

静电纺丝的技术，是通过给带有电荷的高分子熔体/溶液施加高压电场，从而促使它们再此静电场中，喷射，拉伸，劈裂，固化或者溶剂挥发，最终形成纤维状物质的过程。这种方法是制备纳米纤维的一种具有前景的方法。但现在国内的静电纺丝技术主要以针头纺丝为主。虽然比较成熟，但是缺点显而易见：针头纺丝的产量十分有限，而且针头容易堵塞，不易清洗。增加针头个数可以提高静电纺丝产量，然而喷丝头尺寸会随之增大，造成设备的体积庞大。

因此，国外学者有提出“无针纺丝”的方式，并于04年开始涌现出不同的无针纺丝方式。比如球式，金字塔式，螺旋式。同时，这类装置的机械化设计较为简单，只是一个简单的工作台而已。另外，部分设备的供液方式为开放的供液槽形式，易于挥发，会影响溶液浓度，进而影响纺丝形成的纳米纤维的均匀性。

分形原理，其原意为不规则、支离破碎等意义。最初的分形概念源于对海岸线形貌的研究，W海岸线作为曲线，其特征为曲线不规则、极不光滑，呈现婉螺复杂的变化，不能从形状和结构上区分一部分海岸线与其他部分或者整体海岸线的不同。这种形貌上具有自相似性，即局部形态和整体形态相似的形体被称为分形。分形结构可由一个给定的形状，按照一定的迭代关系，不断调整，使其降到微观长度尺寸。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种基于分形原理的无针纺丝设备，可有效提高纳米纤维的产量。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于分形原理的无针纺丝设备，包括多尖端喷丝装置、接收板、高压静电发生器、储液供液装置、分流管、毛刷以及底座；所述的多尖端喷丝装置通过转动机构可转动设于底座上，所述的接收板位于多尖端喷丝装置正上方；高压静电发生器的正极与多尖端喷丝装置电性连接，负极与接收板电性连接，同时接收板接地；所述的储液供液装置固定于底座上，所述的毛刷设于多尖端喷丝装置的一侧且与多尖端喷丝装置的尖端接触；储液供液装置通过分流管给毛刷供液。给多尖端喷丝装置通过分流管及毛刷供液，相比起直接蘸取开放式的储液槽里的溶液的方式，可以减少溶液在空气的挥发和被污染，进而保障纺出的纳米纤维的均匀性；通过多尖端喷丝装置代替现有的针头，这些尖端的存在可使纺丝电极在施加较小电压的条件下就能够获得较大的电场强度。不仅可以提高产量，同时避免针头堵塞从而导致清洗和更换的问题。

作为优选的，所述的多尖端喷丝装置为扇形柱体结构，所述的尖端设于扇形柱体结构弧形面所在的一侧。优选为半圆柱形，半圆柱式的结构，和全圆柱式的结构相比，全圆柱的结构会全部外表面涂有溶液，全圆柱式的结构的一半的圆弧面在正对纳米纤维接收板，而同样涂抹有溶液的另一半圆弧面朝下，因此没有纺丝，从而造成的溶液滴落造成浪费和清洗上的困难。半圆柱式的结构则有效地避免了这一点，同时还可以减少材料。