[发明专利]一种静电纺丝喷射系统

说明书

本发明公开了一种静电纺丝喷射系统，包括收集装置、支座、螺旋杆、固定板、支撑杆以及电机。电机位于支座的上方，电机的输出轴套设在固定板中，支撑杆的上端与固定板连接，支撑杆的下端与支座的顶部连接。支座内部设置有储液腔。储液腔的下端连接有喷头，旋转针的末端位于喷头内，收集装置位于喷头下方。储液腔中设置有磁性小颗粒，储液腔内设置有导热杆。支座的底部设置有铁芯，铁芯上缠绕线圈，线圈电连接有电控装置。通过改变线圈电流产生变化磁场，使储液腔中的磁性小颗粒不断运动，以提升纺丝溶液的活跃性。通过旋转针的旋转使储液腔里的纺丝溶液出现韦森堡效应，实现剪切变稀，解决了喷头被堵塞的问题。

技术领域

本发明涉及静电纺丝技术领域，具体是一种静电纺丝喷射系统。

背景技术

传统的静电纺丝装置所采用的纺丝方式是将配置好的纺丝溶液置于注射泵中，利用高压静电场的作用完成制作射流的过程。纺丝溶液具有一定的粘性，当纺丝溶液浓度过高时，装置工作一段时间后，难以避免纺丝溶液挥发的溶质附着在喷嘴内壁，堵塞射流喷射口。大大降低了射流的制作效率。

在非牛顿流体中插入高速旋转的圆棒时，非牛顿流体会受到高速旋转圆棒的剪切力作用使其形成流动单元，流动单元产生弹性回复力出现爬杆产生韦森堡效应，韦森堡效应会使纺丝溶液出现剪切变稀。剪切变稀又叫切力变稀，在加工高聚物流体和高纺丝熔体等假塑性流体时，物质的粘度随着切应力的增加而减小的现象。研究表明，空心喷头电纺直写高粘度溶液时，经常会出现喷头堵塞、射流不稳定摆动、启动电压高等问题，而旋转针芯喷头输送相同粘度的溶液时，粘度要比空心喷头的溶液粘度小，随着溶液量逐渐增多，旋转针芯难以实现在高压静电场下出现泰勒锥，无法使纺丝继续进行。

所以现有技术的缺陷是在静电纺丝过程中出现射流不稳定，造成喷嘴堵塞的问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种静电纺丝喷射系统，通过导热杆、磁性小颗粒以及旋转针共同作用消除喷嘴堵塞的问题。

本发明的上述技术方案是通过以下方式实现的：

一种静电纺丝喷射系统，包括收集装置、支座、螺旋杆、固定板、支撑杆以及电机。电机位于支座的上方，固定板位于电机与支座垂直距离之间的位置，电机的输出轴套设在固定板中，支撑杆的上端与固定板连接，支撑杆的下端与支座的顶部连接。

支座内部设置有储液腔，储液腔的上端位于支座内上部，储液腔的下端穿过支座的底壁，支座与储液腔同轴。储液腔的外壁设置有卡座，储液腔通过卡座卡在支座的底壁上表面。

电机的输出轴连接有旋转针，旋转针贯穿支座和储液腔。储液腔的下端连接有喷头，旋转针的末端位于喷头内，收集装置位于喷头下方。

储液腔中设置有磁性小颗粒，储液腔内设置有导热杆，导热杆的一端连接有电源，储液腔内装有纺丝溶液，导热杆的另一端伸入纺丝溶液中。支座的底部设置有铁芯，铁芯上缠绕线圈，线圈电连接有电控装置。

与现有技术相比，本发明的优点是：通过改变线圈电流产生变化磁场，使储液腔中的磁性小颗粒不断运动，以提升纺丝溶液的活跃性。过导热杆的发热程度可实现控制纺丝溶液纺丝前的温度，增强纺丝溶液的流动性，避免堵塞喷头。通过旋转针的旋转使储液腔里的纺丝溶液出现韦森堡效应，实现剪切变稀，解决了喷头被堵塞的问题。

进一步优化为：旋转针与支座之间设置有螺旋杆，旋转针以及支座同轴。

采用上述技术方案，螺旋杆起到固定旋转针的作用，避免旋转针因高速旋转在支座内而产生晃动。

进一步优化为：磁性小颗粒选用钕铁硼小磁石。

采用上述技术方案，具有体积小、重量轻、磁性强以及性价比高的特点，经久耐用而且节省了使用成本。

进一步优化为：喷头采用点胶平口针头。