[发明专利]一种静电纺丝装置

说明书

本申请属于静电纺丝技术领域，特别是涉及一种静电纺丝装置。静电纺丝过程中，高压注入的电荷会随着电纺纤维固化残留在纤维内部，影响静电纺丝的后续沉积过程，最终造成静电纺丝过程终止。本申请提供一种静电纺丝装置，包括喷液机构和紫外光发生机构，所述喷液机构与所述紫外光发生机构配合使用；所述喷液机构包括相互连接的供液组件和喷头组件，所述供液组件与高压电源连接。通过紫外光耗散纺丝纤维中残余电荷，消除了残余电荷对外加电场的影响，提高了静电纺丝过程的稳定性，从而极大地提高了纺丝纤维的产量和纺丝纤维累积厚度，减少了静电纺丝的时间成本，拓宽了静电纺丝技术的应用范围。

技术领域

本申请属于静电纺丝技术领域，特别是涉及一种静电纺丝装置。

背景技术

静电纺丝过程，是一种通过高压静电场突破高分子溶液的表面张力，形成微纳米纤维，并在电场的作用下射向收集平台的过程。基于其原理，静电纺丝过程的纤维不可避免地残留了大量的电荷，残余电荷的电性通常与喷头所加电压的正负性相同，形成的电场与外加静电场方向相反，对纺丝纤维向收集平台的运动起负作用。残余电荷耗散速度相对于纺丝的速度较慢，随着纺丝过程的进行，残余电荷在收集平台上不断积累，限制了纺丝纤维的累积厚度，最终会影响到静电纺丝过程的顺利产生。因此，如何消除纺丝过程中产生的残余电荷，成为提高纤维垫厚度的关键。

为解决该问题，现有的静电纺丝工艺多采用与纺丝纤维上所带电荷电性相反的离子风来中和纤维上的残余电荷，从而减少或消除残余电荷对外加电场的影响；或通过使用正负交变的电压源为静电纺丝供电，由于正高压和负高压作用下，纺丝纤维中的残余电荷的电性相反，从而使残余电荷相互中和，从而减少或消除其对外加电场的影响。

然而，上述方法中离子风中和残余电荷的方法，产生的气流会对纺丝过程存在影响，且空气中过多载流子将会引起空气击穿电压降低，干扰正常静电纺丝过程；而使用正负交变的高压源，不能从根本上解决电荷残留的问题，且交变电场的施加会影响静电纺丝过程的稳定进行。同时，不少研究表明交变电场的施加对纺丝纤维直径均一性有较大影响。

发明内容

1.要解决的技术问题

基于离子风中和残余电荷的方法，产生的气流会对纺丝过程存在影响，且空气中过多载流子将会引起空气击穿电压降低，干扰正常静电纺丝过程；而使用正负交变的高压源，不能从根本上解决电荷残留的问题，且交变电场的施加会影响静电纺丝过程的稳定进行的问题，本申请提供了一种静电纺丝装置。

2.技术方案

为了达到上述的目的，本申请提供了一种静电纺丝装置，包括喷液机构、高压电源和紫外光发生机构，所述喷液机构、高压电源与所述紫外光发生机构配合使用；

所述喷液机构包括相互连接的供液组件和喷头组件，所述供液组件与高压电源连接。

所述供液组件为气泵、注射泵等一切可用于提供纺丝溶液的装置。高压电源为直流高压电源、高压放大器等一切可用于提供高压电源的装置。

所述紫外光发生机构为低气压汞灯、氙灯等一切可用于提供紫外光源的装置及其夹持组件。

本申请提供的另一种实施方式为：还包括收集平台，所述紫外光发生机构设置于所述收集平台上。

本申请提供的另一种实施方式为：所述收集平台为平面式、滚筒式或者流水线式；一切可用于提供收集平台的装置。

本申请提供的另一种实施方式为：所述喷头组件包括运功控制单元。

本申请提供的另一种实施方式为：所述紫外光发生器为环形、管状或者阵列光源；一切可用于支撑、发射紫外光的装置形状、结构和数量。

在紫外光的作用下，静电纺丝纤维中残留的电荷可以被加速耗散，因而可以消除残余电荷对外加电场的部分影响，增加了静电纺丝过程的稳定性，从而大幅提高静电纺丝生产微纳米纤维的产量。