[实用新型]一种静电纺丝喷头及具有其的静电纺丝系统

说明书

本实用新型公开的一种静电纺丝喷头及具有其的静电纺丝系统，属于纺织机械和纳米纤维产业化制备技术领域。静电纺丝喷头包括圆柱形的喷头本体，喷头本体的一个底面上设有纺丝液通道，另一个底面上设有若干个同心的圆槽，纺丝液通道与每个圆槽均连通。结构设计合理，能够形成高产量和高质量的纳米纤维，提高纺丝液的利用率。静电纺丝系统，包括纺丝液供料系统、高压电源、纳米纤维接收平板、静电纺丝箱体、喷头横移装置、产品输送系统、烘燥系统和上述静电纺丝喷头；自动化程度高，覆盖从纺丝制备到成品加工的全流程，可以极大提高生产效率，实现纳米纤维的批量生产纳米纤维/基材非织造制品的工业化生产。

技术领域

本实用新型属于纺织机械和纳米纤维产业化制备技术领域，具体涉及一种静电纺丝喷头及具有其的静电纺丝系统。

背景技术

纤维的超细化研究是纺织工业原料制备领域的重要课题。超细纤维制品能够极大提升产品的功能性，增加纺织品的附加值，拓展纺织品的应用领域。微纳米纤维是超细纤维的典型代表，目前采用静电纺丝技术制备纳米纤维已成为研究热点，与传统纺织纤维原料相比，纳米纤维以其比表面积高、直径小和孔隙率高等优点在过滤、生物医用、传感器、储能材料和防护等领域均具有广阔的应用前景。根据美国BCC Research权威机构发布微纳米纤维技术及全球市场研究报告，预计到2023年纳米纤维技术的总产值将增加到43亿美元。因此，纳米纤维制品的市场价值非常巨大，应用前景十分广阔。

然而，纳米纤维产量低一直是静电纺丝技术发展的瓶颈问题。常规传统单针头静电纺丝装置制备的纳米纤维产量小仅能满足实验室研究需要，而且单针头存在针头易堵塞不易清理的缺点，这极大的限制了纳米纤维产业化发展和实际应用需求。无针式静电纺丝技术的出现为纳米纤维的产业化制备提供了新思路。当前，已有不少关于纳米纤维批量化制备装置的专利报道，但这些装置都各有其优点和不足。实用新型专利CN201310586614.8公开了一种高效无针式同轴静电纺丝装置及纺丝方法，这种方法采用的是阶梯状的无针式静电纺丝喷头，在喷头边缘可以形成多射流，提高纳米纤维的产量，但其缺点是喷头上的纺丝液面与大气环境完全接触，这就会导致纺丝溶液中溶剂极易挥发，随着纺丝时间的延长，喷头边缘处纺丝溶液由于溶剂的挥发，容易出现并丝和纺丝液发粘的现象，从而严重影响纺丝的顺利进行。实用新型专利CN201910099069.7公开了一种无针式静电纺丝装置，射流产生装置是旋转的螺旋形链轮，螺旋形链轮电极丝从纺丝溶液槽中通过后，在其表面会粘附一薄层纺丝溶液，在高压电场作用下，在螺旋形链轮电极丝表面就会形成多射流，这种装置也可以显著提高纳米纤维产量，但是这种电极丝在射流形成过程中由于处于运动状态，这容易到时候射流形成的不稳定性，同时敞口式的纺丝溶液液槽中所盛纺丝溶液也极易挥发，从而会影响到纺丝过程的顺利进行。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种静电纺丝喷头及具有其的静电纺丝系统，静电纺丝喷头的结构设计合理，能够形成高产量和高质量的纳米纤维，提高纺丝液的利用率；具有该静电纺丝喷头的静电纺丝系统的自动化程度高，覆盖从纺丝制备到成品加工的全流程，可以极大提高生产效率，实现纳米纤维的批量生产纳米纤维/基材非织造制品的工业化生产。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

本实用新型公开了一种静电纺丝喷头，包括圆柱形的喷头本体，喷头本体的一个底面上设有纺丝液通道，另一个底面上设有若干个同心的圆槽，纺丝液通道与圆槽连通。

优选地，纺丝液通道分别与每个圆槽连通。

优选地，纺丝液通道设在喷头本体底面的中心。

进一步优选地，圆槽的中心与喷头本体底面的中心重合。

优选地，圆槽的个数为3～5。

优选地，圆槽的宽度与喷头本体的直径之比为1：80～600，圆槽的深度与喷头本体的高度之比为4～9:12。