[发明专利]一种静电纺丝辅助装置

说明书

本申请公开了一种静电纺丝辅助装置，涉及静电纺丝技术领域，包括一组纺丝辅助机构，一组纺丝辅助机构分别设于纺丝头的两侧；任一纺丝辅助机构包括静电模块和气流模块，气流模块包括气流喷嘴，气流喷嘴可转动地设于纺丝头的一侧，气流喷嘴用于喷出气流，静电模块包括静电电极，静电电极可转动地设于纺丝头的一侧，静电电极用于产生静电场。上述静电纺丝辅助装置能够提高纳米纤维产量、质量并控制纤维沉积，以及提高纳米纤维收集效果，并提高纺丝稳定性。此外，还可以对纺丝头定期清洗，从而可以降低维护成本，缩减维护时间，满足纳米纤维产业化应用的需要。

技术领域

本申请涉及静电纺丝技术领域，特别涉及一种静电纺丝辅助装置。

背景技术

静电纺丝是一种制备具有很高长径比超细纤维的高效纤维制备技术，可以获得直径在10-1000nm左右的超细纤维。同常规纤维相比，纳米纤维具有高比表面积、大孔隙率、高透气性等优良特性。因此，静电纺纳米纤维在过滤、医疗卫生、催化、传感及组织工程支架等领域具有广泛应用价值。

常规静电纺丝装置主要由高电压源、纺丝液推进器、纺丝头和纳米纤维收集装置等组件构成。纺丝头尖端的纺丝液在高压电场的作用下，形成“泰勒锥”，随着施加电压的增加，电场力逐渐增加，“泰勒锥”变尖，当电场力超过临界值时，聚合物溶液从锥顶喷射出来，形成溶液射流。溶液射流在电场力的作用下被拉伸成百上千倍，随着溶剂挥发射流固化，最终形成纳米纤维沉积到收集器上。

静电纺丝技术产业化应用的前提是提高单位时间纺丝产量。在静电纺丝过程中，单针头静电纺丝效率很低(一般纺丝液的流速为0.1-10mL/h)，无法满足纳米纤维产业化应用的需要；多针头静电纺丝技术虽然能够提高纳米纤维产量，但多针头之间存在静电排斥、滴液、飘丝以及纳米纤维收集不均匀等问题；无针纺虽然可以大幅度提高纳米纤维产量，但也存在纺丝头污染，溶剂挥发溶液性质变化纤维质量下降、纤维粘结等问题。

因此，本领域技术人员有必要适时提供一种能提高纺丝稳定性、提升纳米纤维产量和质量的静电纺丝辅助装置。

发明内容

本申请的目的是提供一种静电纺丝辅助装置，能提高纳米纤维产量、质量，并能提高纳米纤维收集效果和纺丝稳定性。

为实现上述目的，本申请提供一种静电纺丝辅助装置，用于辅助纺丝头纺丝，包括一组纺丝辅助机构，一组纺丝辅助机构分别设于纺丝头的两侧；任一纺丝辅助机构包括静电模块和气流模块，气流模块包括气流喷嘴，气流喷嘴可转动地设于纺丝头的一侧，气流喷嘴用于喷出气流，以对纺丝头上的射流进行牵伸或对纺丝头清洁，静电模块包括静电电极，静电电极可转动地设于纺丝头的一侧，静电电极用于产生静电场，以控制纺丝头上的射流方向。

在一些实施例中，还包括：

转轴，连接气流喷嘴和静电电极，用于带动气流喷嘴与静电电极转动；

驱动件，连接转轴，用于提供动力，以驱动转轴绕其轴线转动。

在一些实施例中，气流模块还包括：

气流分配管，设于转轴上，并连接气流喷嘴，用于向气流喷嘴分配气流；

气流软管，连接气流分配管，用于向气流分配管输送气流；

气源，连接气流软管，用于向气流软管供应气流。

在一些实施例中，静电电极设于气流分配管或转轴上。

在一些实施例中，静电电极通过第一连接棒固定于气流分配管上，气流分配管通过第二连接棒固定于转轴上。

在一些实施例中，静电电极、气流分配管和转轴三者的轴线相互平行。

在一些实施例中，静电模块还包括高压电源，高压电源连接静电电极与纺丝头，且静电电极的电压不高于纺丝头的电压。