[实用新型]气泡静电纺丝装置

说明书

本实用新型涉及一种气泡静电纺丝装置，属于气泡静电纺丝领域。该气泡静电纺丝装置包括喷头装置、注射装置、气泵装置、接收装置和高压静电装置，喷头装置包括导气管和设置在导气管两侧的溶液输送管，注射装置与溶液输送管连接，气泵装置与导气管连接，高压静电装置分别与喷头装置及接收装置连接，导气管的高度低于溶液输送管的高度，溶液输送管的高度不少于10cm。本实用新型涉及的气泡静电纺丝装置通过纺丝喷头的长度和细度控制大分子的运输过程，通过长程内持久的层流使大分子有序，控制纳米纤维中分子的方向，提高了纤维的结晶度，从而优化材料的各项性能。

技术领域

本实用新型涉及一种气泡静电纺丝装置，属于气泡静电纺丝领域。

背景技术

微纳米纤维具有尺寸小，比表面积大，纤维连续性好，理化性能优异等优点，广泛的应用于电子、生物医药、环境、传感器、纺织、能源、军事国防等领域。随着社会和科技的不断发展，对纳米纤维的需求也越来越强烈，制备高性能、多功能的复合型的纳米纤维材料已成为当前静电纺丝领域的研究热点。智能化、功能化、超能化、绿色化的材料是当代材料的发展方向。以纳米粒子为基础单元，自上而下的组装纳米阵列、纳米网络和纳米结构，是新材料、微电子、生命科学和药学领域取得突破的关键技术之一。当材料在分子级的纳米尺度上有序时，可以进一步提高复合材料的机械性能、热学性能、化学性能、光学性能、磁性能等，使材料具有特殊的物理化学结构、性能和用途，实现材料的智能化、功能化、超能化、绿色化。具有纳米级层次结构的复合材料，可以展现出材料很多优异的特性，这是非层次结构无法实现的。

目前制造复合纳米纤维的方法有很多，气泡静电纺丝法是一种工艺简单、成本低廉、效率高、产量大的制备纳米纤维的方法。通过气流在溶液表面形成单个或多个有规律的气泡，在气泡破裂后通过高压静电作用形成无数的射流，从而产生大量的纳米纤维。但是目前气泡静电纺丝技术制备纳米纤维复合材料时存在纺丝液暴露在空气中导致溶液性质发生变化从而降低纺丝效率，多气泡之间产生影响，不同性质和功能的溶液不能很好的混合、生成的复合纤维大分子无序等问题。

针对以上问题，有必要提供一种制备大分子有序的纳米复合材料的装置，从而控制纺丝过程复合纤维大分子的取向，进一步优化复合纳米纤维材料的性能，实现分子有序的复合纳米纤维高效生产。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够对纺丝过程中纳米纤维中大分子有序控制，同时可以实现多种纺丝溶液共纺，获得复合纳米纤维的气泡静电纺丝装置。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种气泡静电纺丝装置包括喷头装置、注射装置、气泵装置、接收装置和高压静电装置，所述喷头装置包括导气管和套接在所述导气管外部的溶液输送管，所述溶液输送管包括至少一个输送通道，当输送通道为2个及2个以上时，在相邻的输送通道之间设置有隔板，所述注射装置与所述溶液输送管连接，所述气泵装置与所述导气管连接，所述高压静电装置分别与所述喷头装置及所述接收装置连接。

进一步地，所述溶液输送管包括4个通过不同的纺丝溶液的输送通道。通过在不同的输送管道中通入不同的纺丝溶液，可以防止不同的纺丝溶液混合时间较长而影响纺丝质量，又能实现不同纺丝溶液的结合纺丝，改善纳米纤维的性能。

进一步地，所述气泡静电纺丝装置包括设置在所述溶液输送管外侧的延伸部，所述延伸部内开设有以所述导气管的轴线为轴对称设置的导气通道，两侧的导气通道的延长线的交点在所述导气管的轴线上，所述导气通道被定义有进气口和出气口，所述出气口朝向所述溶液输送管。

进一步地，所述气泡静电纺丝装置还包括鼓风装置，所述鼓风装置与所述进气口连通。

进一步地，所述导气管内部为圆形，且所述导气管的内径小于3mm，所述溶液输送管内径为1mm导气管的内径为2mm。

进一步地，所述高压静电装置的正极与所述溶液输送管连接所述高压静电装置的负极与所述接收装置连接。