[实用新型]一种无针静电纺丝头及静电纺丝发生装置

说明书

本实用新型公开了一种无针静电纺丝头及静电纺丝发生装置，该纺丝头包括支撑轴以及设置于支撑轴外侧并呈螺旋布置的一级螺旋叶片，所述的一级螺旋叶片由等径的螺旋叶片主体段和位于两侧端头的螺旋叶片过渡段构成，所述过渡段的直径由支撑轴的表面自然过渡到与所述主体段相等；在所述一级螺旋叶片上安设有连续或非连续的二级刮取构件，相对于所述支撑轴的轴线，所述二级刮取构件至少部分高出所述螺旋叶片的顶部；所述一级螺旋叶片主体段的直径为30～150mm，所述一级螺旋叶片的螺距为10～60mm，所述一级螺旋叶片的厚度为1～3.5mm；所述支撑轴的直径为5～50mm。

技术领域

本实用新型涉及静电纺丝技术领域，具体涉及一种无针静电纺丝头及其静电纺丝发生装置。

背景技术

材料工程领域通常把直径小于1000nm而长径比大于1000的线状材料称为纳米纤维。纳米纤维具有优异的结构和性能，在生物工程、工业防护服、酶催化、锂电池隔膜、化妆品、空气和水过滤等领域有巨大的应用潜力。而静电纺丝技术以其制造装置简单、纺丝成本低廉、可纺原料丰富、工艺可控等优点，已成为唯一可以用来规模化生产真正意义上的纳米纤维的新兴纺丝技术。

目前为止，静电纺丝技术已经经历了单针头式、多针头式和无针头式三个技术阶段。其中，单针头式静电纺丝产量低，无法实现纳米纤维工业化生产。传统多针头式静电纺丝生产的纤维直径小、细度均匀，但存在针头易堵、不易清理、多射流间静电干扰、生产效率低等问题。无针静电纺丝技术是目前最有发展前景和应用潜力的纳米纤维宏量制备技术，其发展主要集中在纺丝头的创新，目前纺丝头的种类有很多，包括板式(WO2006131081)、螺杆式(CN103774250)、圆筒式(WO2005024101)及螺旋丝式(WO2010043002)，这些无针静电纺丝技术的产量都比多针头式高且不存在针头堵塞问题，但普遍存在所需纺丝电压大，对纤维结构和形态的控制能力弱等缺点。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有无针头静电纺丝技术的上述缺陷，提供一种可以提高纳米纤维的产量、降低静电纺丝的纺丝电压并可实现对纤维结构和形态的精确控制的新型无针静电纺丝头。

其所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实施。

一种无针静电纺丝头，包括支撑轴以及设置于支撑轴外侧并呈螺旋布置的一级螺旋叶片，所述的一级螺旋叶片由等径的螺旋叶片主体段和位于两侧端头的螺旋叶片过渡段构成，所述过渡段的直径由支撑轴的表面自然过渡到与所述主体段相等；在所述一级螺旋叶片上安设有连续或非连续的二级刮取构件，相对于所述支撑轴的轴线，所述二级刮取构件至少部分高出所述螺旋叶片的顶部；所述一级螺旋叶片主体段的直径为30～150mm，所述一级螺旋叶片的螺距为10～60mm，所述一级螺旋叶片的厚度为1～3.5mm；所述支撑轴的直径为5～50mm。

作为本技术方案的进一步改进，所述二级刮取构件为均匀布置于所述一级螺旋叶片上的片状物，所述片状物与所述螺旋叶片的夹角为10～90度。

作为本技术方案的更进一步改进，所述片状物具有一U形卡槽，经所述U形卡槽的卡嵌，所述片状物骑接于所述一级螺旋叶片的所述顶部。

作为本无针静电纺丝头的优选实施例之一，沿支撑轴的径向，所述片状物各段的宽度相等或向外呈阶梯式递增。

作为本技术方案的更进一步改进，所述片状物的端缘高于所述螺旋叶片顶部1～5mm，所述片状物的宽度为3～25mm，所述片状物的厚度为1～3.5mm。

也作为本技术方案的进一步改进，所述二级刮取构件为缠绕在所述一级螺旋叶片边缘的螺旋丝圈或丝状环组；所述螺旋丝圈或丝状环组的丝径为0.1～1.5mm；所述螺旋丝圈的螺距为0.1～20mm，或者所述丝状环组中相邻丝状环的间距为0.1～20mm。

进一步，所述螺旋丝圈或丝状环组经所述一级螺旋叶片边缘所开设的连接孔缠绕于所述一级螺旋叶片上，所述连接孔距离螺旋叶片边缘1～70mm。