[发明专利]多溶液配比的电纺纤维可控电磁场喷射实验装置

说明书

多溶液配比的电纺纤维可控电磁场喷射实验装置，属于电纺纤维喷射实验领域，为了解决对喷射流的运动行为及微观形态都会有所改变对问题，励磁线圈，呈圆环柱形紧密排列磁箱的内部，由电、磁支撑台的磁箱支撑部分固定，磁箱为管状结构，置放于电纺喷头下方，磁箱有圆形孔，励磁线圈的连线过圆形孔与控制面板相连接；极板共有12块，每三块呈半封闭三角形状态放置于励磁线圈下部，效果是引入电场的静电纺丝过程中电场对多喷射流作用，喷射流的运动行为及微观形态都会有所改变。

技术领域

本发明属于电纺纤维喷射实验领域，涉及一种多溶液配比的电纺纤维可控电磁场喷射实验装置。

背景技术

随着纳米科技的飞速发展,纳米纤维技术已成为纤维科学的前沿和研究热点,并在电子、机械、生物医学、化工、纺织等产业领域得到一定的应用，通过静电纺丝技术制备纳米纤维材料是近十几年来世界材料科学技术领域的最重要的学术与技术活动之一，而静电纺丝技术是当今制备纳米纤维最简单有效的一种方法,所产生的纳米纤维具有众多优点,是未来发展的前景。静电纺丝的形成过程为：在聚合物溶液上加以足够大的高压静电，使聚合物滴液在与材料表面接触的时候能够产生喷射流。这些细流经过拉伸细化，与此同时经过弯曲、固化过程，沉积在物体表面形成纳米纤维膜。在静电纺丝工艺中，影响静电纺丝纤维形貌和性质的工艺变量主要为聚合物溶液的流体特性、纺丝工艺参数以及环境参数三个方面，聚合物溶液的流体特性主要为溶液的相对分子质量、相对分子质量分布、聚合物溶液的粘性、电导率、表面张力等特性参数；纺丝工艺参数主要为高分子溶液浓度、静电纺丝流体的流动速率、电场以及电场强度、毛细喷丝口与收集板之间的距离、收集板状态；环境参数主要为纺丝加工环境的温度和空气流动速度等，上述参数对静电纺丝工艺过程都起着决定性作用。但在传统的多针头电纺工艺过程中,由于高压电场的引入，使聚合物溶液粘度和表面张力有所改变，导致聚合物溶液射流在电场、力场和流场的共同作用下发生螺旋形式的不稳定鞭动运动。进而,由于多针头间电场存在强烈的相互干扰作用，使呈不稳定鞭动运动的射流出现多股并丝现象,严重影响纳米纤维沉积的均匀性和质量；而且传统多喷头纺丝实验对各溶液比例控制很难满足工艺要求，纺丝效率极其低下，同时多喷头并排纺丝时，由于同种电荷的排斥力作用，喷射流运动轨迹很难控制。

发明内容

本发明为了解决对喷射流的运动行为及微观形态都会有所改变对问题，提出如下技术方案：

一种多溶液配比的电纺纤维可控电磁场喷射实验装置，主要由电纺喷头、励磁线圈、磁箱、极板、收集板、驱动电机、收集装置支撑臂、电纺喷头固定装置、支撑台、同步电机、控制面板；电纺喷头置放于电纺喷头固定装置，电纺喷头共有4个，每个电纺喷头由电纺喷头固定装置固定，电纺喷头固定装置由固定杆、横向杆、以及十字固定轴组成，固定杆连接横向杆，横向杆连接十字固定轴，十字固定轴连接十字固定杆，十字固定杆是两轴交叉呈十字，使得4个电纺喷头呈十字对称分布，且随动十字固定轴转动；励磁线圈2，呈圆环柱形紧密排列磁箱的内部，由电、磁支撑台的磁箱支撑部分固定，磁箱为管状结构，置放于电纺喷头下方，磁箱有圆形孔，励磁线圈的连线过圆形孔与控制面板相连接；极板共有12块，每三块呈半封闭三角形状态放置于励磁线圈下部，由非金属材料将其固定成半密闭空间，在极板外部表面附有一层绝缘体，每个极板通入相应伏安数的电压，改变喷射流运动轨迹的位置；磁箱支撑部分包括固定杆横向杆、以及十字固定轴，固定杆连接横向杆，横向杆连接十字固定轴，，且所述的十字固定轴在竖向的不同高度分别连接磁箱十字固定杆和极板十字固定杆，且磁箱十字固定杆和极板十字固定杆随动十字固定轴转动，磁箱十字固定杆连接4个磁箱，极板十字固定杆连接4组极板；同步电机为励磁线圈提供励磁励磁电流，控制面板用于选择同步电机提供的励磁电流。

进一步的，收集板表面覆有一层锡纸收集电纺纤维。

进一步的，驱动电机为步进电机，由驱动电机支架固定，收集装置驱动电机、装置支撑臂驱动电机，收集装置驱动电机驱动收集装置转动，装置支撑臂驱动电机移动装置支撑臂的位置。