CN105734698A - 一种超音速气泡纺丝装置 - Google Patents

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Abstract

一种超音速气泡纺丝装置，其包括高速气流发生装置、通气喇叭口、储液管、形成于储液管外的高聚物气泡、高压供电装置、高聚物射流、接收板、接地电极。本发明装置通过超音速气流或者高速气流以及静电力的双重作用将高聚物气泡破裂产生的射流，拉伸，细化，最终形成纳米纤维。该超音速气泡纺丝装置结构简单、操作方便、控制简单、工艺流程短，能够实现连续纺丝以及高产量纺丝。

Description

一种超音速气泡纺丝装置
技术领域
本发明涉及纺丝领域，尤其涉及一种超音速气泡纺丝装置。
背景技术
纳米纤维具有极大长径比、极高比表面积和孔隙率、极高的表面活性等一系列优良特性，使得其在纺织工程、环境工程、组织工程、生物医药、功能性复合材料等领域有着十分广阔的应用。
目前，静电纺丝技术是制备纳米纤维最直接、简单的方法，实验室和工业界制备纳米纤维，均广泛采用单喷头或多喷头针筒式静电纺纳米纤维的装置。但传统的静电纺丝装置产量低、针头易堵塞，使得其有一定的局限性。
气泡静电纺丝装置是一种可批量化制备纳米纤维的装置，有很多学者对其工艺参数及喷丝体系等进行了研究，但该方法的气泡发生装置以及射流拉伸细化方法也有很大的改进空间。
因此，针对上述技术问题，有必要提供一种新型结构的超音速气泡纺丝装置，以克服上述缺陷。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种超音速气泡纺丝装置，用以提高现有气泡静电纺丝装置的产量。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种超音速气泡纺丝装置，其包括高压供电装置、高聚物射流、与高聚物射流位置相对的接收板、与接收板连接的接地电极，所述超音速气泡纺丝装置还包括高速气流发生装置、通气喇叭口、储液管、形成于储液管外的高聚物气泡，高速气流发生装置产生高速气流，通过通气喇叭口将形成于储液管外的高聚物气泡破裂产生的射流拉伸，细化，同时在高压供电装置产生的静电力作用的下，最终形成纳米纤维。
优选的，在上述超音速气泡纺丝装置中，所述超音速气泡纺丝装置在密闭空间内通入高速气流。
优选的，在上述超音速气泡纺丝装置中，所述储液管同时通入气体使高聚物产生气泡。
优选的，在上述超音速气泡纺丝装置中，所述储液管数量为1～20个。
优选的，在上述超音速气泡纺丝装置中，所述储液管的位置能上下移动。
优选的，在上述超音速气泡纺丝装置中，所述通气喇叭口的形状能调节改变。
优选的，在上述超音速气泡纺丝装置中，所述通气喇叭口为超音速Laval喷管。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)将气泡发生装置设计为密闭的空间，并向密闭空间内通入高速气流，高速气流通过通气喇叭口(优选的为Laval喷管)可形成超音速气流，利用超音速气流及静电力双重作用进行纺丝，实现高速纺丝，提高产量。
(2)结构简单、操作方便、控制简单、工艺流程短。
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是本发明一种超音速气泡纺丝装置的示意图。
图2是本发明一种超音速气泡纺丝装置中储液管分布的一种俯视图。
图3是本发明一种超音速气泡纺丝装置中储液管分布的一种俯视图。
图4是本发明一种超音速气泡纺丝装置中通气喇叭口形状的一种正视图。
图5是本发明一种超音速气泡纺丝装置中通气喇叭口形状的一种正视图。
图6是本发明一种超音速气泡纺丝装置中通气喇叭口形状的一种正视图。
图7是本发明一种超音速气泡纺丝装置中通气喇叭口形状的一种正视图。
其中：高压供电装置1；接地电极2；接收板3；储液管4；通气喇叭口5；高聚物气泡6；高聚物射流7。
具体实施方式
本发明公开了一种超音速气泡纺丝装置，用以提高现有气泡静电纺丝装置的产量。将气泡发生装置设计为密闭的空间，并向密闭空间内通入高速气流，高速气流通过Laval喷管可形成超音速气流，利用超音速气流及静电力双重作用进行纺丝，实现高速纺丝，提高产量。
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。
如图1所示，一种超音速气泡纺丝装置，其包括高速气流发生装置、通气喇叭口5、储液管4、形成于储液管外的高聚物气泡4、高压供电装置1、高聚物射流7、与高聚物射流7位置相对的接收板3、与接收板3连接的接地电极2。高速气流发生装置产生高速气流，通过通气喇叭口5，将形成于储液管外的高聚物气泡6破裂产生的射流7拉伸，细化，同时在高压供电装置1产生的静电力作用的下，最终形成纳米纤维。所述通气喇叭口5可以为超音速Laval喷管。
所述超音速气泡纺丝装置将气泡发生装置设计为密闭的空间，并向密闭空间内通入高速气流，高速气流通过通气喇叭口5(优选的为Laval喷管)可形成超音速气流，利用超音速气流及静电力双重作用进行纺丝，实现高速纺丝，提高产量。
所述储液管4同时可以通入气体，使高聚物溶液产生气泡。所述储液管4的数量可以为1～20个。所述储液管4的位置可以上下移动。
本发明超音速气泡纺丝装置的工作原理是：通过向储液管4中通入气体，使高聚物纺丝溶液在储液管4外形成气泡，这些气泡破裂后产生的射流7，在通气喇叭口5中通入的高速气流(或者通过Laval喷管形成的超音速气流)，以及气泡与接收板3之间的高压静电场的双重作用下，经过摆动，蒸发，细化过程，最后在接收板3上收集到纳米纤维。
综上所述，与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
(1)将气泡发生装置设计为密闭的空间，并向密闭空间内通入高速气流，高速气流通过Laval喷管可形成超音速气流，利用超音速气流及静电力双重作用进行纺丝，实现高速纺丝，提高产量；
(2)结构简单、操作方便、控制简单、工艺流程短。
下面将结合具体的实施例对本发明的技术方案进行详细描述。
实施例1
一种超音速气泡纺丝装置，其包括高速气流发生装置、通气喇叭口的正视图(如图7所示)、储液管分布的俯视图(如图2所示)、形成于储液管外的高聚物气泡、高压供电装置、高聚物射流、接收板、接地电极。高速气流发生装置产生高速气流，通过通气喇叭口，此时的通气喇叭口为Laval喷管，所以可产生超音速气流，将形成于储液管外的高聚物气泡破裂产生的射流，拉伸，细化，同时在高压供电装置产生的静电力作用的下，最终形成纳米纤维。
实施例2
一种超音速气泡纺丝装置，其包括高速气流发生装置、通气喇叭口的正视图(如图6所示)、储液管分布的俯视图(如图2所示)、形成于储液管外的高聚物气泡、高聚物射流、接收板。高速气流发生装置产生高速气流，通过通气喇叭口，此时的通气喇叭口为Laval喷管，所以可产生超音速气流，将形成于储液管外的高聚物气泡破裂产生的射流，拉伸，细化，最终形成纳米纤维。
实施例3
一种超音速气泡纺丝装置，其包括高速气流发生装置、通气喇叭口的正视图(如图5所示)、储液管分布的俯视图(如图2所示)、形成于储液管外的高聚物气泡、高压供电装置、高聚物射流、接收板、接地电极。高速气流发生装置产生高速气流，通过通气喇叭口，将形成于储液管外的高聚物气泡破裂产生的射流，拉伸，细化，同时在高压供电装置产生的静电力作用的下，最终形成纳米纤维。
实施例4
一种超音速气泡纺丝装置，用作简单的气流气泡纺丝装置，其包括高速气流发生装置、通气喇叭口的正视图(如图4所示)、储液管分布的俯视图(如图3所示)、形成于储液管外的高聚物气泡、高聚物射流、接收板。高速气流发生装置产生高速气流，通过通气喇叭口，将形成于储液管外的高聚物气泡破裂产生的射流，拉伸，细化，最终形成纳米纤维。
实施例5
一种超音速气泡纺丝装置，用作简单的气泡静电纺丝装置，其包括通气喇叭口的正视图(如图3所示)、储液管分布的俯视图(如图2所示)、形成于储液管外的高聚物气泡、高压供电装置、高聚物射流、接收板、接地电极。高压静电装置产生的静电力，将形成于储液管外的高聚物气泡破裂产生的射流，拉伸，细化，最终形成纳米纤维。
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。

Claims (7)

1.一种超音速气泡纺丝装置，其包括高压供电装置、高聚物射流、与高聚物射流位置相对的接收板、与接收板连接的接地电极，其特征在于：所述超音速气泡纺丝装置还包括高速气流发生装置、通气喇叭口、储液管、形成于储液管外的高聚物气泡，高速气流发生装置产生高速气流，通过通气喇叭口将形成于储液管外的高聚物气泡破裂产生的射流拉伸，细化，同时在高压供电装置产生的静电力作用的下，最终形成纳米纤维。
2.根据权利要求1所述的超音速气泡纺丝装置，其特征在于：所述超音速气泡纺丝装置在密闭空间内通入高速气流。
3.根据权利要求1所述的超音速气泡纺丝装置，其特征在于：所述储液管同时通入气体使高聚物产生气泡。
4.根据权利要求1所述的超音速气泡纺丝装置，其特征在于：所述储液管数量为1～20个。
5.根据权利要求1所述的超音速气泡纺丝装置，其特征在于：所述储液管的位置能上下移动。
6.根据权利要求1所述的超音速气泡纺丝装置，其特征在于：所述通气喇叭口的形状能调节改变。
7.根据权利要求1所述的超音速气泡纺丝装置，其特征在于：所述通气喇叭口为超音速Laval喷管。
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