[发明专利]一种静电纺丝装置及纺丝方法

说明书

本发明属于静电纺丝的技术领域，公开了一种静电纺丝装置，包括推进机构，所述推进机构用于通过控制活塞芯杆在注射器的针筒内部的移动，将存储在注射器内部的纺丝溶液送入喷嘴中，所述喷嘴设置在喷丝平板上，所述喷丝平板与移动机构相连，所述移动机构用于控制喷丝平板沿收丝滚筒的轴线方向移动，以及调节喷丝平板与收丝滚筒之间的距离，所述收丝滚筒的两端均设置在调节机构上，所述调节机构用于调节收丝滚筒与喷丝平板之间高度差。还公开了一种静电纺丝装置的纺丝方法。

技术领域

本发明涉及静电纺丝的技术领域，尤其涉及一种静电纺丝装置及纺丝方法。

背景技术

静电纺丝是一种电流体动力学过程，液滴被带电产生射流，然后进行拉伸和伸长以产生纤维。在静电纺丝过程中，由于表面张力，液体会从喷丝平板中挤出，产生悬垂液滴，在带电时，同种表面电荷之间的静电排斥将液滴变形为泰勒锥，从中喷射出带电的射流，射流最初沿直线延伸，然后由于弯曲不稳定性而经历剧烈的拉伸运动，随着射流拉伸成更细的直径，它会迅速凝固，导致固体纤维沉积在接地的收集器上。静电纺丝技术作为一种简单有效的新型纺丝加工方法，在空气净化、水处理、新能源、生物医疗等领域发挥着巨大的作用。

静电纺丝技术为了满足多方面的应用需求，纺丝纤维的有序性、纺丝纤维的厚度、接收的可控性等要求也越来越高。为了获得均匀有序的纺丝纤维，目前，通常采用滚筒接收、带有绝缘端口的导电板接收等，然而现有的静电纺丝装置由于发射位置固定，往往会出现纤维堆积问题，收集的纤维排列次序混乱，可控性较差，同时，发射位置和收集器之间的距离不可调，很难在同一装置上实现多种不同类型的纤维纺丝。

发明内容

本发明提供了一种静电纺丝装置及纺丝方法，解决了现有静电纺丝设备容易出现纤维堆积、很难在同一装置上实现多种不同类型的纤维纺丝等问题。

本发明可通过以下技术方案实现：

一种静电纺丝装置，包括推进机构，所述推进机构用于通过控制活塞芯杆在注射器的针筒内部的移动，将存储在注射器内部的纺丝溶液送入喷嘴中，所述喷嘴设置在喷丝平板上，所述喷丝平板与移动机构相连，所述移动机构用于控制喷丝平板沿收丝滚筒的轴线方向移动，以及调节喷丝平板与收丝滚筒之间的距离，所述收丝滚筒的两端均设置在调节机构上，所述调节机构用于调节收丝滚筒与喷丝平板之间高度差。

进一步，所述移动机构包括X轴移动机构和Y轴移动机构，所述X轴移动机构包括第一滚珠丝杠，所述第一滚珠丝杠沿收丝滚筒的轴线方向设置，其两端分别对应设置在第一U形板的两端，其丝杠螺母位置设置有滑台，所述滑台通过旋转机构与连接板的一端相连，所述连接板的另一端与喷丝平板相连，所述旋转机构用于带动喷丝平板以连接板的一端为圆心，以连接板的长度为半径做圆周运动，从而对喷丝平板与收丝滚筒的相对位姿进行微调，

所述第一滚珠丝杠的一端穿过第一U形板的端部与第一电动机的输出轴相连，所述第一电动机用于带动第一滚珠丝杠绕其轴线方向转动，

所述第一U形板设置在Y轴移动机构上，所述Y轴移动机构用于带动第一U形板沿垂直于收丝滚筒的轴线方向移动，从而调节喷丝平板与收丝滚筒之间的距离。

进一步，所述旋转机构包括平行设置在滑台的顶面上的两个耳朵，每个所述耳朵上均设置有通孔，所述连接板呈倾斜设置，其一端设置有通孔，传动轴依次穿过滑台上一个耳朵的通孔、连接板一端的通孔和另一个耳朵的通孔，将它们转动地连接在一起。

进一步，所述推进机构包括第二滚珠丝杠，所述第二滚珠丝杠的两端分别对应设置在第二U形板的两端，其丝杠螺母位置设置有推进板，所述推进板与活塞芯杆的裸露端相连，所述针筒与第二U形板端部的支撑板的接触位置设置有弧形凹口，所述弧形凹口与针筒的外形配合，所述第二滚珠丝杠的一端穿过第二U形板的端部与第二电动机的输出轴相连，所述第二电动机用于带动第二滚珠丝杠绕其轴线方向转动。

进一步，所述针筒的针孔通过软管与喷嘴连通。