[实用新型]一种多螺旋线静电纺丝装置

说明书

本实用新型涉及一种多螺旋线静电纺丝装置，具体地说，是一种可规模化制备纳米纤维的静电纺丝装置，属于静电纺丝的技术领域。本实用新型包括储液槽，储液槽中央放置多螺旋线纺丝系统，多螺旋线纺丝系统的上方设有纤维接收板，多螺旋线纺丝系统的两端分别连接有喷头转动系统和高压静电发生器；多螺旋线纺丝系统包括多螺旋线喷头和安装在储液槽中央的中心轴，且中心轴的两端伸出储液槽后分别与喷头转动系统和高压静电发生器相连接；中心轴上设有多螺旋线喷头，多螺旋线喷头由两侧圆环和螺旋状金属丝组成，两侧圆环中间设置螺旋状金属丝；储液槽由储液池和盖板组成，盖板由第一盖板和第二盖板组成，第一盖板和第二盖板汇合处设有直线状狭缝。

技术领域

本实用新型涉及一种多螺旋线静电纺丝装置，具体地说，是一种可规模化制备纳米纤维的静电纺丝装置，属于静电纺丝的技术领域。

背景技术

近年来，由于静电纺丝技术因其操作方便，原料来源广泛，可在室温下纺丝，且静电纺丝制得的纳米纤维材料具有直径小，孔隙率高，比表面积大，应用范围十分广泛等优点。同时，由于纳米纤维的直径小，尺寸效应十分显著，在光、热、电、磁等方面显示出很多新奇的特性，目前已经在生物医学(如药物缓释、创伤修复和组织工程等)、过滤(如气体过滤、液体过滤和个体防护等)、催化(如光催化、电极催化和酶催化等)、能源等众多领域显示出非常重要的应用价值。因此静电纺丝制备纳米纤维受到了越来越多学术界和工业界的关注。静电纺丝技术是使聚合物溶液或熔体带上高压静电，带电液滴在电场力的作用下形成Taylor锥，当电场力足够大时，聚合物液滴可克服其自身的表面张力而形成纺丝射流。带电的聚合物射流在电场力、粘滞阻力、表面张力等作用下被逐渐拉伸细化，同时带电射流在电场中由于存在表面电荷而发生弯曲鞭动。细流在纺丝过程中溶剂逐渐蒸发最后固化，最终落在接收装置上，形成类似无纺布的纳米纤维毡。

然而，传统的静电纺丝技术采用单针头作为喷丝头，在静电纺丝的过程中，单针头经常会遇到堵塞的现象，严重影响了静电纺丝过程的连续进行，也为后面的清洗工作带来一定的难度。另外，单针头静电纺丝的生产效率很低(0.01-0.1g/h)，仅供实验室使用，无法满足纳米纤维材料在复合材料、防护服、过滤等领域的应用要求。综上所述，传统针头式静电纺丝装置的缺点已严重制约了纳米纤维的产业化应用推广。实现静电纺丝技术制备纳米纤维的规模化生产已经成为纳米纤维产业化进程中的关键性问题之一。

发明内容

为解决现有技术的不足，本实用新型希望提供一种可规模化制备纳米纤维的静电纺丝装置，具体方案如下：

一种多螺旋线静电纺丝装置，包括储液槽，所述储液槽中央放置多螺旋线纺丝系统，所述多螺旋线纺丝系统的上方设有纤维接收板，所述多螺旋线纺丝系统的两端分别连接有喷头转动系统和高压静电发生器；所述多螺旋线纺丝系统包括多螺旋线喷头和安装在储液槽中央的中心轴，且所述中心轴的两端伸出储液槽后分别与喷头转动系统和高压静电发生器相连接；所述中心轴上设有多螺旋线喷头，所述的多螺旋线喷头由两侧圆环和螺旋状金属丝组成，所述两侧圆环中间设置螺旋状金属丝；所述储液槽由储液池和盖板组成，所述盖板由第一盖板和第二盖板组成，所述第一盖板和第二盖板汇合处设有直线状狭缝，所述第一盖板和第二盖板向直线状狭缝处呈对称状倾斜。

所述直线状狭缝的宽度为10-20mm。

所述第一盖板和第二盖板的倾斜角与水平线呈10°-20°。

所述储液池内设有聚合物溶液，所述聚合物溶液为聚乙烯醇溶液，所述聚乙烯醇溶液的质量浓度为8％。

所述螺旋状金属丝在两侧圆环间以一定的螺旋角度相互平行，且均匀分布所述螺旋角度在0-36000°范围内,所述螺旋状金属丝的数量在2-50根范围内；所述的螺旋状金属丝直径在0.2-20mm范围内。

所述的螺旋状金属丝横截面为半圆形、圆形、三角形或多边形；所述的螺旋状金属丝组成方式为单根、两根或多根股线。