CN102660784B - 气泡静电纺丝装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气泡静电纺丝装置，包括贮液池、高压静电发生器、气泵和接收极板，所述贮液池的底部设有喷气管，所述喷气管通过导气管连接于所述气泵，所述气泡静电纺丝装置还包括一控制气泡大小的口径调控装置，所述口径调控装置具有限制口，所述口径调控装置设于所述贮液池的上方。通过口径调控装置上的限制口，控制所产生气泡的直径的大小，进而提高了纳米纺丝的稳定性，本发明还可以根据贮液池中溶液或熔体的性质，调整限制口的直径大小。
Description
技术领域
本发明属于静电纺丝领域，尤其涉及一种可改变气泡直径的气泡静电纺丝装置。
背景技术
纳米纤维具有超高的比表面积、极大长径比、高表面活性、优越的机械性能（高强高韧）等特点，在纺织工程、环境工程、生物科技等不同领域都具有十分广阔的应用前景。相对于传统的静电纺丝技术，气泡静电纺丝技术的优势更大，具有可以提高纳米纤维的纺丝效率及产量等优点。
研究表明，除了尖端电位、流体粘度、电导率、接收距离和表面张力等因素，气泡的直径大小也对纳米纺丝的质量存在一定的影响，气泡的直径过大或过小，而使得纺丝过程不稳定。
有鉴于此，有必要提供一种气泡直径可调控的气泡静电纺丝装置。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的提供一种可调控气泡直径大小的气泡静电纺丝装置，以提高纺丝的稳定性。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种气泡静电纺丝装置，包括贮液池、高压静电发生器、气泵和接收极板，所述贮液池的底部设有喷气管，所述喷气管通过导气管连接于所述气泵，其中，所述气泡静电纺丝装置还包括一控制气泡大小的口径调控装置，所述口径调控装置具有限制口，所述口径调控装置设于所述贮液池的上方。
作为本发明的进一步改进，所述口径调节装置可拆卸安装于所述贮液池的顶端。
作为本发明的进一步改进，所述口径调控装置上下贯通形成一通道，所述限制口形成于所述通道的顶端，所述口径调节装置的底端密封安装于所述贮液池的顶端。
作为本发明的进一步改进，所述限制口为圆形。
作为本发明的进一步改进，所述限制口的内径为1nm~50nm。
作为本发明的进一步改进，所述喷气管沿竖直方向延伸，且顶端位于所述通道内。
作为本发明的进一步改进，所述口径调控装置还包括一改变所述限制口内径大小的调节装置。
作为本发明的进一步改进，所述口径调控装置还包括一叶片，所述叶片可作动于所述限制口内
作为本发明的进一步改进，所述限制口位于所述口径调节装置的底端，其大小与所述贮液池的口径相同。
作为本发明的进一步改进，所述贮液池的口径为1nm~50nm。
与现有技术相比，本发明的气泡静电纺丝装置，包括贮液池、高压静电发生器、气泵和接收极板，所述贮液池的底部设有喷气管，所述喷气管通过导气管连接于所述气泵，所述气泡静电纺丝装置还包括一控制气泡大小的口径调控装置，所述口径调控装置具有限制口，所述口径调控装置设于所述贮液池的上方。本发明可通过口径调控装置上的限制口，控制所产生气泡的直径的大小，进而提高了纳米纺丝的稳定性，本发明还可以根据贮液池中溶液或熔体的性质，调整限制口的直径大小。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的有关本发明的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本发明第一实施例中气泡静电纺丝装置的原理示意图；
图2所示为本发明第二实施例中气泡静电纺丝装置的原理示意图。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种气泡静电纺丝装置，包括贮液池、高压静电发生器、气泵和接收极板，所述贮液池的底部设有喷气管，所述喷气管通过导气管连接于所述气泵，所述气泡静电纺丝装置还包括一控制气泡大小的口径调控装置，所述口径调控装置具有限制口，所述口径调控装置设于所述贮液池的上方。
通过口径调控装置上的限制口，可以控制所产生气泡的直径的大小，进而提高了纳米纺丝的稳定性；在贮液池的底部设有喷气管，可以引导气体的流向。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1所示为本发明第一实施例中气泡静电纺丝装置的原理示意图。
参图1所示，气泡静电纺丝装置10包括贮液池11、高压静电发生器12、气泵13、喷气管14、导气管15、口径调控装置16、金属电极17、接收极板18和接地电极19。
喷气管14沿竖直方向设于贮液池11的底部，其通过导气管15与气泵13相连。喷气管14用以引导气体的沿竖直方向进入贮液池11。
贮液池11的上方可拆卸且密封安装有口径调控装置16。口径调控装置16上下贯通形成一通道161，通道161的顶端为一圆形的限制口162，限制口162的内径大小约为1nm~50nm，其用以限制气泡的大小；通道161的底端与贮液池11的上端开口均设置为圆形，且直径相同，口径调控装置16可通过螺纹旋转固定在贮液池11的上方，通道161与贮液池11相通。
由于口径调控装置16可拆卸安装在贮液池11上，可根据贮液池11中溶液或熔体的性质，更换具有不同直径的限制口162的口径调控装置16，进而使得产生的气泡的直径相应改变，从而达到满意的气泡纺丝状态，提高纳米纺丝的稳定性。
金属电极17延伸于喷气管14中，贮液池11通过金属电极17与高压静电发生器12相连，贮液池11上方设有连接接地电极19的接收极板18，接收极板18上贴有铝箔纸。
工作时，首先在贮液池11中加入溶液或熔体，选择具有合适限制口162的口径调控装置16，将其安装固定在贮液池11上，接着打开气泵13，在溶液或熔体表面出现有规律的气泡；然后打开高压静电发生器12，溶液或熔体内部自由电荷在高压静电作用下被极化，特别是气泡顶端，在适当条件下，由于静电力的作用，气泡顶端就会产生喷射细流射向与接地电极19相连的接收极板18，即可得到大量的纳米纤维。
图2所示为本发明第二实施例中气泡静电纺丝装置的原理示意图。
参图2所示，气泡静电纺丝装置20包括贮液池21、高压静电发生器22、气泵23、喷气管24、导气管25、口径调控装置26、金属电极27、接收极板28和接地电极29。
喷气管24沿竖直方向设于贮液池21的底部，其通过导气管25与气泵23相连。喷气管24用以引导气体的沿竖直方向进入贮液池21。
贮液池21的上方安装有口径调控装置26。口径调控装置26具有一限制口262以及一用以改变该限制口262内径大小的调节装置261，限制口262位于口径调控装置26的底端且其大小等于贮液池21顶端的口径，优选地，贮液池21的顶端开口即为限制口262。在限制口262中还设有叶片（图未示），调节装置261通过旋转可以使得叶片作动，叶片运动时可以使得贮液池21的顶端开口从完全未被遮挡到完全封闭。贮液池21的顶端开口的内径大小优选为1nm~50nm。
由于限制口262的内径可通过调节装置261进行调节，因此可以根据贮液池21中溶液或熔体的性质，使得限制口262的内径作相应的变化，进而使得产生的气泡的直径相应改变，从而达到满意的气泡纺丝状态，提高纳米纺丝的稳定性。
金属电极27延伸于喷气管24中，贮液池21通过金属电极27与高压静电发生器22相连，贮液池21上方设有连接接地电极29的接收极板28，接收极板28上贴有铝箔纸。
工作时，首先在贮液池21中加入溶液或熔体，根据溶液或熔体的性质，将限制口262的内径调节至合适大小，接着打开气泵23，在溶液或熔体表面出现有规律的气泡；然后打开高压静电发生器22，溶液或熔体内部自由电荷在高压静电作用下被极化，特别是气泡顶端，在适当条件下，由于静电力的作用，气泡顶端就会产生喷射细流射向与接地电极29相连的接收极板28，即可得到大量的纳米纤维。
综上所述，本发明的有益效果在于：通过口径调控装置上的限制口，控制所产生气泡的直径的大小，进而提高了纳米纺丝的稳定性，本发明还可以根据贮液池中溶液或熔体的性质，调整限制口的直径大小。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种气泡静电纺丝装置，包括贮液池、高压静电发生器、气泵和接收极板，所述贮液池的底部设有喷气管，所述喷气管通过导气管连接于所述气泵，其特征在于：所述气泡静电纺丝装置还包括一控制气泡大小的口径调控装置，所述口径调控装置具有限制口，所述口径调控装置设于所述贮液池的上方，所述口径调节装置可拆卸安装于所述贮液池的顶端。
2.根据权利要求1所述的气泡静电纺丝装置，其特征在于：所述口径调控装置上下贯通形成一通道，所述限制口形成于所述通道的顶端，所述口径调节装置的底端密封安装于所述贮液池的顶端。
3.根据权利要求2所述的气泡静电纺丝装置，其特征在于：所述限制口为圆形。
4.根据权利要求3所述的气泡静电纺丝装置，其特征在于：所述限制口的内径为1nm～50nm。
5.根据权利要求2所述的气泡静电纺丝装置，其特征在于：所述喷气管沿竖直方向延伸，且顶端位于所述通道内。
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