[实用新型]一种静电纺丝装置

说明书

本实用新型公开了一种静电纺丝装置，包括高压供电装置、纺丝针头、供液装置、纺丝接收板、加速与平衡电场室，加速与平衡电场室包括第一支撑板、第二支撑板，第一支撑板、第二支撑板之间连接有第一静电屏蔽罩和隔离圆管，第一支撑板上设有与隔离圆管相通的出丝口，第二支撑板上、与隔离圆管圆心对应位置设有纺丝针头插孔，纺丝针头插孔处设有空心铜管，在第二支撑板内、空心铜管的外围设有第二静电屏蔽罩，在空心铜管末端设有碗扣状铜片，空心铜管连接高压供电装置，纺丝针头连接供液装置并置于空心铜管内纺丝接收板与出丝口相对。本实用新型将发散状电场转变成一个平衡挤压电场，喷丝在接收板上喷射区域更加集中，提高了纺丝效率。

技术领域

本实用新型涉及一种静电纺丝装置。

背景技术

静电纺丝技术是通过静电力作为牵引力克服射流表面张力和内部的粘滞力来制备纳米纤维的技术。具体是将具有一定黏度的聚合物溶液通过推送装置输入高压电场中，聚合物溶液内部的电子对或自由离子会产生定向移动，从而在其表面产生细微的电流，根据同种电荷相斥的原理，导致静电力的方向与聚合物溶液的表面张力和内部的粘滞力方向相反，当静电力的大小等于流体的表面张力及内部的粘滞力之和时，管内的溶液将克服自身的表面张力和粘滞力，在末端处于平衡态，形成半球状的小液滴，随着静电力的增大，管末端半球状的带电聚合物溶液在喷头处形成泰勒锥，最终克服分子间作用力和表面张力形成射流。当射流向接收装置运动的时候，随着射流与接收装置之间距离的减小，射流受到的静电力变大，导致合力变大，射流会出现加速现象，从而使射流在运动过程中发生劈裂和拉伸，同时溶剂挥发，射流喷射至纺丝接收装置并凝固成纳米纤维。通过静电纺丝法可以制备出有机、无机材料的不同结构和不同形貌的的纤维。由于静电纺丝法的设备简单，灵活性高，成本低廉，适用范围广等优点，广泛应用与实验室教学与研究。

传统的静电纺丝装置，主要由注射纺丝溶液的推进泵、高压电源和纺丝接收板三部分拼装而成。静电纺丝中电场线呈发散状分布，带电喷射流在电场中沿电场线方向加速运动，射流向四周飞散，造成纺丝过程中纺丝的飘散，尤其当溶液浓度相对低时，情况变得更为严重，这样不仅污染了试验环境，同时也造成了试验材料的浪费，纺丝效率大大降低。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种静电纺丝装置，提高喷丝集中程度，提高纺丝效率。

本实用新型采用的技术方案如下：一种静电纺丝装置，包括高压供电装置、纺丝针头、供液装置、纺丝接收板，还包括加速与平衡电场室，所述加速与平衡电场室包括间隔设置的第一支撑板、第二支撑板，第一支撑板、第二支撑板由绝缘材料制成，第一支撑板、第二支撑板之间连接有圆筒形的第一静电屏蔽罩，在第一静电屏蔽罩内设有隔离圆管，隔离圆管内为纺丝腔，第一支撑板上设有与隔离圆管相通的出丝口，第二支撑板上、与隔离圆管圆心对应位置设有纺丝针头插孔，纺丝针头插孔处设有空心铜管，在第二支撑板内、空心铜管的外围设有第二静电屏蔽罩，空心铜管延伸至纺丝腔，在空心铜管末端设有碗扣状铜片，空心铜管连接高压供电装置，纺丝针头连接供液装置并置于空心铜管内，纺丝针头伸出空心铜管，纺丝接收板与出丝口相对。

进一步地，所述第二支撑板内设有高压接线孔，导线经高压接线孔连接空心铜管及高压供电装置。

进一步地，所述隔离圆管活动置于第一支撑板、第二支撑板之间，其可从出丝口取出。

进一步地，所述静电屏蔽罩为八目铜网。

进一步地，所述隔离圆管为透明状有机玻璃管。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）通过增加碗扣状铜片，将发散状电场转变成一个平衡挤压电场，喷射流拉伸和延伸后受电场分布影响，形成挤压效果，因而在接收板上喷射区域更加集中，极大提高纺丝效率；

（2）设置静电屏蔽罩，进行静电保护，并与碗扣状铜片共同作用提供平衡电场；