[发明专利]四组分电纺多级复合同轴纺丝头装置

说明书

本发明涉及一种四种电纺多级复合同轴的纺丝头装置，具有四种多级复合同轴微流体控制的纺丝头，多级复合同轴微流体控制的纺丝头包括绝缘聚合物管、两根芯液导引金属毛细管、鞘液注射针，两根芯液导引金属毛细管的前端采用轴对称的方式置于绝缘聚合物管内，后端与绝缘聚合物管采用可拆卸式连接，所述鞘液注射针的一端与绝缘聚合物管相连，所述绝缘聚合物管内部设有两种组分纳米材料的并列结构。该装置提供了四种多级且复合同轴微流体控制喷头，可用于具有复杂结构电纺丝的制备；喷头在纺后易清洗；纺丝头在电纺过程中可起到节能的作用；操作简单，单步可行，节能高效。

技术领域

本发明涉及一种高压静电纺丝装置，尤其是一种多级复合同轴纺丝头装置。

背景技术

高压静电纺丝技术(简称电纺)是一种自上而下(top-down)的纳米制造技术，通过外加电场力克服喷头尖端液滴的液体表面张力和粘弹力而形成射流，在静电斥力、库仑力和表面张力共同作用下，被雾化后的液体射流被高频弯曲、拉延、分裂，在几十毫秒内被牵伸千万倍，经溶剂挥发或熔体冷却在接收端得到纳米级纤维。该技术工艺过程简单，可控，尤其可通过控制纺丝头的结构来制备功能各异的纳米纤维。

在通过纺丝头的设计制备具有微观结构的纳米纤维方面，人们广泛研究的纳米纤维结构是同轴结构，对于两种组分来说多为二级同轴，对于并列结构和更为复杂结构的研究少之又少。然而，纳米材料最大的特点是它的表面积极大，与外界环境接触多，在许多实际应用方面也正是利用它的表面积大这一特点。对于两种组分的纳米材料在实际应用中，并列结构(乔纳斯结构)两种组分都与环境接触，因此比同轴结构更具优势。对于多组分纳米材料，往往比单组分纳米材料功能更多，应用前景更广。

传统的同轴纺丝头为两根金属毛细管以同轴方式焊合而成，其清洗困难，且在进行电纺的过程中大部分能量通过空气散失，从而造成了极大的浪费，而传统的并列结构多为两根金属毛细管并列而成，一方面很难得到结构完整的并列纳米纤维，另一方面也存在上述相同的缺点，针对这一现象需要提出一种四组分多级复合同轴的纺丝头装置，很好的解决这些问题。

发明内容

本发明是要提供一种四组分多级复合同轴的纺丝头装置，该装置提供了四组分多级且复合同轴微流体控制喷头，可用于具有复杂结构电纺丝的制备；喷头在纺后易清洗；纺丝头在电纺过程中可起到节能的作用；操作简单，单步可行，节能高效。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种四组分电纺多级复合同轴的纺丝头装置，具有四组分多级复合同轴微流体控制的纺丝头，所述四组分多级复合同轴微流体控制的纺丝头包括绝缘聚合物管、两根芯液导引金属毛细管、鞘液注射针，两根芯液导引金属毛细管的前端采用轴对称的方式置于绝缘聚合物管内，后端与绝缘聚合物管采用可拆卸式连接，所述鞘液注射针的一端与绝缘聚合物管相连，所述绝缘聚合物管内部设有两种组分纳米材料的并列结构。

所述并列结构为绝缘聚合物管内部采用曲面绝缘聚合物隔开而形成的并列结构，其中，两根芯液金属毛细管分别置于绝缘聚合物管隔开的并列结构中，两根芯液金属毛细管一端露出绝缘聚合物管外1mm，另一端伸出绝缘聚合物管侧壁，并通过环氧树脂与绝缘聚合物管可拆卸连接。

所述并列结构为绝缘聚合物管内部采用曲面金属物隔开而形成的并列结构，其中，两根芯液金属毛细管分别置于绝缘聚合物管隔开的并列结构中，两根芯液金属毛细管一端露出绝缘聚合物管外1mm，另一端伸出绝缘聚合物管侧壁，并通过环氧树脂与绝缘聚合物管可拆卸连接。

所述并列结构为外围的绝缘聚合物管内紧贴内壁加设一小直径的L形绝缘聚合物管而形成并列结构，所述L形绝缘聚合物管内同轴放置一个直形芯液金属毛细管，并用环氧树脂与L形绝缘聚合物管连接，所述外围的绝缘聚合物管内放置一L形芯液金属毛细管，并用环氧树脂与外围的绝缘聚合物管连接。