CN101886293A

CN101886293A - 多孔板式喷丝的静电纺丝装置

Info

Publication number: CN101886293A
Application number: CN2009100720228A
Authority: CN
Inventors: 白续铎; 彭宁; 陆巍; 陈玉龙
Original assignee: Heilongjiang University
Current assignee: Heilongjiang University
Priority date: 2009-05-13
Filing date: 2009-05-13
Publication date: 2010-11-17

Abstract

多孔板式喷丝的静电纺丝装置，现有的多喷嘴式纺丝装置是提高纳米纤维产量的重要方法，但由于喷嘴的直径小，这给清洗工作带来很大困难。本发明的组成包括：恒压供液系统(1)，与所述的恒压供液系统连接的供液容器(2)、与供液容器连接的多孔板、其组成还包括高压静电发生器(4)和接收装置(5)。本发明用于制备聚合物微纳米纤维。

Description

多孔板式喷丝的静电纺丝装置

技术领域：

本发明涉及一种静电纺丝装置，特别是涉及可大批量生产聚合物纳米纤维的多孔板式喷丝装置。

背景技术：

高压静电纺丝技术是制备聚合物微纳米纤维的有效方法，目前已知的大部分聚合物都可以通过该技术进行纺丝。聚合物微纳米纤维由于具有独特的力学和电学以及大的长径比等特性，在过滤、防护服、药物传输、组织工程、纳米电子器件、纳米纤维增强复合材料、传感器、太阳能电池等方面具有巨大的潜在应用价值，已引起科技界和工业界的极大兴趣和高度关注。目前静电纺丝装置为适应大批量生产的需求多采用多喷嘴的结构，例如有的组合装置上喷嘴数目多达38,880个(WO2007035011)。多喷嘴式纺丝装置是提高纳米纤维产量的重要方法，但由于喷嘴的直径小，这给清洗工作带来很大困难。虽然可以采用一次性树脂喷嘴来代替金属喷嘴，但众多喷嘴的更换也非易事。

发明内容：

本发明的目的在于针对目前多喷嘴式纺丝装置的喷嘴清洗困难问题，提供一种多孔板式静电纺丝装置，这种装置工艺简单且清洗方便，可以有效提高纳米纤维的产量。

上述的目的通过以下技术方案实现：

多孔板式喷丝的静电纺丝装置，其组成包括：恒压供液系统，与恒压供液系统连接的供液容器、与供液容器连接的多孔板、其组成还包括高压静电发生器和接收装置。

所述的多孔板式喷丝的静电纺丝装置，所述的恒压供液系统的压力为1-10kPa，所述的多孔板为绝缘多孔板，所述的高压静电发生器的另一极与供液容器中的电极相连，电极由供液容器中的绝缘中空支架固定，通过导线将其依次串联。

所述多孔板式喷丝的静电纺丝装置，绝缘多孔板是由包括塑料、复合材料、陶瓷、玻璃或者石英构成。

所述的多孔板式喷丝的静电纺丝装置，所述的恒压供液系统的压力为1-10kPa，所述的多孔板为金属多孔板，所述的高压静电发生器的另一极与金属多孔板相连。

所述的多孔板式喷丝的静电纺丝装置，所述的电极为金属多针电极或封闭导线圆形电极，多针电极与多孔板的距离等长。

所述多孔板式喷丝的静电纺丝装置，所述的多孔板的孔分布为三角形或同轴圆形，孔间距为1cm。

所述多孔板式喷丝的静电纺丝装置，所述的多孔板的孔的周边在平面上具有凸起，所述的多孔板的孔径分为0.4-1.0mm。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明喷丝的纤维质量好。

2、本发明可根据实际情况选择向下电纺或者向上电纺。

3、本发明生产效率高，可以实现大批量连续静电纺丝。

4、设备清洗方便。

5、设备简单，成本低，便于推广和工业化应用。

附图说明

附图1为本发明采用绝缘多孔板向下纺丝的结构示意图。

附图2为本发明采用金属多孔板向下纺丝的结构示意图。

附图3为本发明采用绝缘多孔板向上纺丝的结构示意图。

附图4为本发明采用金属多孔板向上纺丝的结构示意图。

附图5为本发明多孔板三角形孔分布示意图。

附图6为本发明多孔板的同轴圆形孔分布示意图。

附图7是本发明封闭导线圆形电极示意图。

本发明的具体实施方式：

实施例1：

如图1所示，一种多孔板式静电纺丝装置，该装置主要包括恒压供液系统1、供液容器2、金属多孔板8、高压静电发生器4和接收装置5。在本实例中，供液系统对供液容器恒压供液，当高压静电发生器对金属多孔板提供10-40kV电场电压时，从金属多孔板中喷出连续的纳米纤维，在接受装置上收集。在本实例中，所用纺丝溶液为聚丙烯腈的二甲基甲酰胺溶液，聚丙烯腈的分子量为80,000-500,000g/mol，浓度为4-14％，所得纳米纤维的直径为300-1000nm。在本实例中，所用金属多孔板孔径为0.4-1.0mm。

实施例2：

如图2所示，一种多孔板式静电纺丝装置，该装置主要包括恒压供液系统1、供液容器2、绝缘多孔板3、高压静电发生器4、接收装置5、多针电极6和绝缘中空支架7。在本实例中，供液系统对供液容器恒压供液，当高压静电发生器对供液容器中的电极提供10-40kV电场电压时，从绝缘多孔板中喷出连续的纳米纤维，在接受装置上收集。在本实例中，所用纺丝溶液为聚丙烯腈的二甲基甲酰胺溶液，聚丙烯腈的分子量为80,000-500,000g/mol，浓度为4-14％，所得纳米纤维的直径为300-800nm。在本实例中，所用绝缘多孔板为孔径为0.4-1.0mm。

实施例3：

多孔板式喷丝的静电纺丝装置，其组成包括：恒压供液系统，与恒压供液系统连接的供液容器、与供液容器连接的多孔板、其组成还包括高压静电发生器和接收装置。标号为恒压供液系统1、供液容器2、绝缘多孔板3、高压静电发生器4、接收装置5、多针电极6和绝缘中空支架7。

所述的恒压供液系统的压力为1-10kPa，所述的多孔板为绝缘多孔板，所述的高压静电发生器的另一极与供液容器中的电极相连，电极由供液容器中的绝缘中空支架固定，通过导线将其依次串联。

所述多孔板式喷丝的静电纺丝装置，所述的绝缘多孔板的孔分布为三角形或同轴圆形，孔间距为1cm。

实施例4：

所述多孔板式喷丝的静电纺丝装置，所述的绝缘多孔板的孔径为0.4-1.0mm。

所述多孔板式喷丝的静电纺丝装置，所述的绝缘多孔板是由包括塑料、复合材料、陶瓷、玻璃或者石英制造而成。

实施例5：

多孔板式喷丝的静电纺丝装置，其组成包括：恒压供液系统，与恒压供液系统连接的供液容器、与供液容器连接的多孔板、其组成还包括高压静电发生器和接收装置。标号为：恒压供液系统1、供液容器2、金属多孔板8、高压静电发生器4和接收装置5。

所述多孔板式喷丝的静电纺丝装置，金属多孔板的孔分布为三角形或同轴圆形，孔间距为1cm。

实施例6：

所述多孔板式喷丝的静电纺丝装置，金属多孔板的孔分布为三角形或同轴圆形，所述的多孔板的孔的周边在平面上具有凸起，所述的金属多孔板的孔径分为0.4-1.0mm。

实施例7：

如图2所示，一种多孔板式喷丝的静电纺丝装置，该装置主要包括恒压供液系统1、供液容器2、金属多孔板8、高压静电发生器4和接收装置5。

在本实例中，供液系统对供液容器恒压供液，当高压静电发生器对金属多孔板提供10-40kV电场电压时，从金属多孔板中喷出连续的纳米纤维，在接受装置上收集。在本实例中，所用纺丝溶液为聚丙烯腈的二甲基甲酰胺溶液，聚丙烯腈的分子量为80,000-500,000g/mol，浓度为4-14％，所得纳米纤维的直径为300-1000nm。在本实例中，所用金属多孔板为图6所示，孔径为0.4-1.0mm。

实施例8：

上述的多孔板式喷丝的静电纺丝装置，可以向下纺丝。

实施例9：

上述的多孔板式喷丝的静电纺丝装置，将装置倒置时可以向上纺丝。

Claims

1.一种多孔板式喷丝的静电纺丝装置，其组成包括：恒压供液系统，其特征是：与恒压供液系统连接的供液容器、与供液容器连接的多孔板、其组成还包括高压静电发生器和接收装置。

2.根据权利要求1所述的多孔板式喷丝的静电纺丝装置，其特征是：所述的恒压供液系统的压力为1-10kPa，所述的多孔板为绝缘多孔板，所述的高压静电发生器的另一极与供液容器中的电极相连，所述的电极由供液容器中的绝缘中空支架固定，通过导线将其依次串联。

3.根据权利要求2所述多孔板式喷丝的静电纺丝装置，其特征是：所述的绝缘多孔板是由包括塑料、复合材料、陶瓷、玻璃或者石英构成。

4.根据权利要求1所述的多孔板式喷丝的静电纺丝装置，其特征是：所述的恒压供液系统的压力为1-10kPa，所述的多孔板为金属多孔板，所述的高压静电发生器的另一极与金属多孔板相连。

5.根据权利要求1或4所述的多孔板式喷丝的静电纺丝装置，其特征是：所述的电极为金属多针电极或封闭导线圆形电极，多针电极与多孔板的距离等长。

6.根据权利要求2或4所述多孔板式喷丝的静电纺丝装置，其特征是：所述的多孔板的孔分布为三角形或同轴圆形，孔间距为1cm。

7.根据权利要求2或4所述多孔板式喷丝的静电纺丝装置，其特征是：所述的多孔板的孔的周边在平面上具有凸起，所述的多孔板的孔径分为0.4-1.0mm。