CN114622291B - 一种多喷头静电纺丝集成装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于静电纺丝技术领域，公开了一种多喷头静电纺丝集成装置及方法，所述多喷头静电纺丝集成装置设置有母喷头外套筒；所述母喷头外套筒整体为上大下小圆柱回转结构，上侧设置有进料口，母喷头芯体布置在母喷头外套筒内部；所述母喷头芯体下部圆周上分布多个螺纹通孔，每个螺纹通孔上各安装一个一级子喷头；所述一级子喷头中心为螺纹通孔，中上部外表面为外螺纹结构，下部为向外延伸的外锥面，称为一级外锥面；所述一级子喷头中间部分布置有3～6个流量调节孔，连通一级子喷头内外螺纹，所述流量调节孔下端至一级外锥面小端为止；所述一级子喷头下表面设置有内六角槽。本发明能够提高静电纺丝单位面积射流密度和超细纤维生产效率。
Description
技术领域
本发明属于静电纺丝技术领域，尤其涉及一种多喷头静电纺丝集成装置及方法。
背景技术
静电纺丝是聚合物溶液或者熔体在强电场作用下形成射流，溶剂挥发或者射流固化形成超细纤维的技术。作为一种特殊的纤维制造工艺，静电纺丝技术可以生产出纳米级直径的聚合物纤维，被认为是具有工业化前景的超细纤维制备方法之一。
在静电纺丝法批量化制备超细纤维的研究过程中，如何提高单位面积的射流密度是亟待解决的关键问题之一，锥面喷头可以在其环形尖端同时产生数十根射流，相比较针头式喷头效率提升了几十倍，但是在锥面喷头的内部大面积区域没有射流，使得锥面喷头在单位面积上的射流密度仍然较低，产业化道路受限。所以，需要进一步提高静电纺丝装置单位面积射流密度，提高纤维的生产效率，解决静电纺丝产业化中技术难点。
内外双层锥面熔体微分静电纺丝技术的提出在一定程度上改善了上述矛盾，其是将锥面喷头环形尖端增加为内外两层，从而提高单位面积的射流密度，但是在喷头内部仍然存在大面积的无丝区域，效果仍然不理想。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：在静电纺丝法批量化制备超细纤维的研究过程中，采用锥面喷头技术可以有效提高纤维产量，但是只在其环形尖端有射流产生，而在锥面喷头的内部大面积区域没有射流，双层锥面静电纺丝技术一定程度上可以提高射流密度，但是对于产业化来说，其在单位面积上的射流密度仍然较低，产业化道路受限。
解决以上问题及缺陷的难度为：在超细纤维的批量化制备中，采用锥面喷头技术能实现单喷头纤维产量极大提升，但是该技术是只在环形尖端一圈产生纤维，在产业化道路中，采用锥面喷头矩阵技术提高产量时，产品纤维布呈现出圈状痕迹，纤维分布不均匀，影响产品质量，双层锥面喷头同样存在这个问题，并且内外锥面熔体均匀性难以保证，增加层数后此问题会更加明显。
解决以上问题及缺陷的意义为：本发明提出的多喷头静电纺丝集成装置将锥面静电纺丝技术“化整为零”，在锥面喷头环状尖端内部布置较小喷头，较小喷头还可以嵌套更小喷头，从而把锥面喷头内部的空间充分利用，并且对嵌套结构进行了创新设计，可以方便的调节不同锥面上纺丝液的厚度，使纤维直径均匀一致，进而在产业化过程中，提高纤维膜的一致性，改善产品质量。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了一种多喷头静电纺丝集成装置及方法。所述技术方案如下：
本发明是这样实现的，一种多喷头静电纺丝集成装置，所述多喷头静电纺丝集成装置设置有：
母喷头外套筒；
所述母喷头外套筒整体为上大下小圆柱回转结构，上面一侧设置有进料口，母喷头芯体布置在母喷头外套筒内部；
所述母喷头外套筒下端逐渐变薄直至形成环形尖端，所述母喷头芯体下部分为膨大结构，与所述母喷头外套筒下部分内侧配合形成环形狭缝；
所述母喷头芯体下部圆周上均匀分布多个螺纹通孔，每个螺纹通孔上各安装一个一级子喷头；
所述一级子喷头中心为螺纹通孔，中上部外表面为外螺纹结构，下部为向外延伸的外锥面，称为一级外锥面；
所述一级子喷头中间部分布置有周向间隔均匀分布的3～6个流量调节孔，连通一级子喷头内外螺纹，所述流量调节孔下端至一级外锥面小端为止；
所述一级子喷头下表面设置有内六角槽用以使用六角扳手手动旋拧一级子喷头从而调节伸出距离；调节螺钉旋拧在一级子喷头内部，通过细微控制调节螺钉在一级子喷头内部的上下距离调节一级子喷头内外螺纹连通的面积大小，调节角度和调节螺钉的螺距相关，拧360度则调节螺钉上升/下降一个螺距的距离，通过调节高度调节连通面积大小，进而调控流到一级外锥面上的熔体或者溶液的流量，使母喷头外套筒下端内锥面上与一级外锥面上分布的溶液或者熔体薄层厚度基本一致，保证母喷头和子喷头的纤维直径分布的均匀性。
在一个实施例中，所述母喷头芯体外径和母喷头外套筒内径差异形成环形狭缝，所述环形狭缝厚度为0.2～1.5mm。
在一个实施例中，所述螺纹通孔数量随着母喷头外套筒的直径增大而增多，所述数量为保证相邻一级子喷头的一级外锥面边缘之间有2～5mm的间距为准。
在一个实施例中，所述一级外锥面向外延伸的最大直径为一级子喷头外螺纹直径的1.5～2.5倍。
在一个实施例中，所述流量调节孔为长条结构，宽度为1～2mm，所述流量调节孔上端离一级子喷头上表面2～3mm。
在一个实施例中，所述多喷头静电纺丝集成装置还包括：
将调节螺钉更换为二级子喷头；
所述二级子喷头中上部外表面为外螺纹结构，所述外螺纹表面加工有周向间隔均匀分布的3～6个流量调节槽；
所述流量调节槽的数量与流量调节孔的数量相同，所述流量调节槽的上端离二级子喷头上表面2～3mm，所述流量调节槽下端至二级外锥面小端为止；
所述二级子喷头下表面设置有内六角槽用以手动调节二级子喷头在一级子喷头的伸出距离，从母喷头环形狭缝流过来的溶液或者熔体，经过母喷头芯体下端的螺纹孔流至一级子喷头内部，通过流量调节孔和流量调节槽的重合部分流至二级子喷头的二级外锥面上；旋转二级子喷头，旋转角度范围为0～45度，通过调节流量调节槽和流量调节孔的重合部分的大小调节流至二级外锥面的溶液或者熔体，当二者完全重合时，流量最大，当二者没有重合部分时，所有流至一级子喷头内部的溶液或者熔体全部流到一级外锥面，调节流至二级外锥面上的溶液或者熔体与一级外锥面和母喷头内锥面上分布的溶液或者熔体薄层保持基本一致，进而保证纤维直径均匀。
在一个实施例中，在喷头下面布置有电极板，所述电极板与喷头最低面距离30～200mm，所述电极板连接高压静电发生器，所述母喷头外套筒接地。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述的多喷头静电纺丝集成装置的多喷头静电纺丝集成方法，所述多喷头静电纺丝集成方法包括以下步骤：
(1)将多个一级子喷头装在母喷头底部内侧，在一级子喷头内部安装调节螺钉，将一级子喷头调整到相同高度；或不安装调节螺钉，安装二级子喷头，并分别调节一级子喷头和二级子喷头为相同高度；将母喷头直径增大，相应的一级子喷头直径增大，二级子喷头以与一级子喷头相同的方式内置于一级子喷头内，再增加三级子喷头置于二级子喷头内，以此类推；
(2)将纺丝液通过进料口通入母喷头，纺丝液经过环形狭缝后逐渐周向分布均匀，并继续向下分别流至母喷头外套筒的内锥面和一级子喷头的外锥面上；或纺丝液向下分别流至母喷头外套筒的内锥面、一级子喷头的外锥面、二级子喷头的外锥面以及其他子喷头锥面上；
(3)观察锥面上液膜厚度，通过旋拧调节螺钉在一级子喷头的深度使液膜厚度相同；或通过调节二级子喷头的伸出距离调节流到一级外锥面的熔体流量，调节流量调节槽和流量调节孔的重合部分来调节流到二级外锥面的熔体流量，通过调整使得母喷头内锥面、一级外锥面、二级外锥面以及其他子喷头锥面上液膜厚度基本相同；
(4)将母喷头接地，并且置于母喷头下面的电极板接高压静电发生器，打开高压静电发生器，逐步调高电压到母喷头、一级子喷头、二级子喷头以及其他子喷头环形尖端均能形成间隔均匀且稳定的射流，射流下落过程中，溶剂挥发或者熔体冷却形成超细纤维。
进一步，所述多喷头静电纺丝集成方法还包括：
加大母喷头直径至150mm，一级子喷头直径为56mm，数量4个，一级子喷头环形均匀分布内置于母喷头下端，二级子喷头直径为22mm，数量16个；二级子喷头环形均匀分布内置于一级子喷头下端，三级子喷头直径为15mm，数量16个；每个三级子喷头都置于一个二级子喷头中心位置，调整各级喷头高度，使各级子喷头于上一级喷头的高度差分别为6mm、4mm和2mm，分别调节流量至锥面上液膜分布一致，将母喷头外套筒接地，电极板放置于喷头下面，与三级子喷头下表面距离为150mm；打开高压静电发生器，调节电压至70kV，此时在电极板与母喷头外套筒底部环形尖端之间形成高压电场，在高压电场作用下，母喷头外套筒底部尖端、一级子喷头、二级子喷头和三级子喷头底部尖端处均匀分布的熔体被极化，极化电荷与电极板外表面电荷极性相反，异性相吸，当电场力超过熔体表面张力和粘滞力时，分别形成多股射流，射流逐渐稳定并且间隔均匀，射流下落冷却固化形成超细纤维。
本发明的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以应用所述的多喷头静电纺丝集成装置。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机应用所述的多喷头静电纺丝集成装置。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明提供的多喷头静电纺丝集成装置，能够显著提高静电纺丝单位面积射流密度，进而提高超细纤维生产效率。与普通单圈环形喷头相比，本发明的多喷头静电纺丝集成装置的单位面积内射流密度得到了较大提升，提高了生产效率。
同时，本发明以环形尖端直径60mm的母喷头为例，采用单层锥面喷头后的射流发生总长度约为188.5mm，采用双层锥面喷头技术后的射流发生总长度为333.0mm，而采用本发明多喷头静电纺丝集成装置后的射流发生总长度为691.2mm，工作过程中，射流间距相等，所以射流发生总长度增加意味着可以产生更多射流，与单层锥面相比，生产效率提高约3.7倍。
当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明的公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是本发明实施例提供的多喷头静电纺丝集成装置的结构示意图。
图2是本发明实施例提供的多喷头静电纺丝集成装置的纺丝过程示意图。
图3是本发明实施例提供的母喷头芯体结构示意图。
图4是本发明实施例提供的一级子喷头结构示意图。
图5是本发明实施例提供的一级子喷头剖视图。
图6是本发明实施例提供的一级子喷头和调节螺钉配合连接示意图。
图7是本发明实施例提供的装配有二级子喷头的静电纺丝装置结构示意图。
图8是本发明实施例提供的装配有二级子喷头的静电纺丝装置纺丝过程图。
图9是本发明实施例提供的二级子喷头结构示意图。
图10是本发明实施例提供的一级子喷头和二级子喷头部装图横截面图。
图11是本发明实施例提供的纺丝过程照片。
图12是本发明实施例母喷头直径增大后的三级子喷头布置形式示意图。
图中：1、进料口；2、母喷头外套筒；3、母喷头芯体；4、环形狭缝；5、一级子喷头；6、调节螺钉；7、二级子喷头；8、电极板；501、螺纹孔；502、流量调节孔；503、一级外锥面；504、内六角槽；701、流量调节槽；702、二级外锥面。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种多喷头静电纺丝集成装置及方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1～图10所示，本发明实施例提供的多喷头静电纺丝集成装置包括：
母喷头外套筒2整体为上大下小圆柱回转结构，上面一侧设置有进料口1，母喷头芯体3布置在母喷头外套筒2内部，母喷头芯体3外径和母喷头外套筒2内径差异形成环形狭缝4，环形狭缝4厚度0.2～1.5mm，母喷头外套筒2下端逐渐变薄直至形成环形尖端，母喷头芯体3下部分为膨大结构，与母喷头外套筒2下部分内侧配合形成环形狭缝4，母喷头芯体3下部圆周上均匀分布多个螺纹通孔，每个螺纹通孔上各安装一个一级子喷头5，螺纹通孔数量可以随着母喷头外套筒2的直径增大而增多，其数量为保证相邻一级子喷头5的一级外锥面503边缘之间有2～5mm的间距为准，一级子喷头5中心为螺纹通孔，中上部外表面为外螺纹结构，下部为向外延伸的外锥面，称为一级外锥面503，一级外锥面503向外延伸的最大直径为一级子喷头外螺纹直径的1.5～2.5倍，一级子喷头5中间部分布置有周向间隔均匀分布的3～6个流量调节孔502，流量调节孔502为长条结构，宽度1～2mm，连通一级子喷头5内外螺纹，流量调节孔502上端离一级子喷头5上表面2～3mm，流量调节孔502下端至一级外锥面503小端为止，一级子喷头5下表面设置有内六角槽504用以使用六角扳手手动旋拧一级子喷头5从而调节其伸出距离，调节螺钉旋6拧在一级子喷头5内部，通过细微控制调节螺钉6在一级子喷头5内部的上下距离可以调节一级子喷头5内外螺纹连通的面积大小，进而调控流到一级外锥面503上的熔体或者溶液的流量，使母喷头外套筒2下端内锥面上与一级外锥面503上分布的溶液或者熔体薄层厚度基本一致，从而保证母喷头和子喷头的纤维直径分布的均匀性。
在一个实施例中，可以将调节螺钉6更换为二级子喷头7，二级子喷头7中上部外表面为外螺纹结构，外螺纹表面加工有周向间隔均匀分布的3～6个流量调节槽701，流量调节槽701的数量与流量调节孔502的数量相同，流量调节槽701的上端离二级子喷头7上表面2～3mm，流量调节槽701下端至二级外锥面702小端为止，二级子喷头7下表面也设置有内六角槽504用以手动调节二级子喷头7在一级子喷头5的伸出距离，从母喷头环形狭缝4流过来的溶液或者熔体，经过母喷头芯体3下端的螺纹孔501流至一级子喷头5内部，然后通过流量调节孔502和流量调节槽701的重合部分流至二级子喷头7的二级外锥面702上，所以，稍微旋转二级子喷头7，通过调节流量调节槽701和流量调节孔502的重合部分的大小来调节流至二级外锥面702的溶液或者熔体，当二者完全重合时，流量最大，当二者没有重合部分时，所有流至一级子喷头5内部的溶液或者熔体全部流到一级外锥面503，调节流至二级外锥面702上的溶液或者熔体使其与一级外锥面503和母喷头内锥面上分布的溶液或者熔体薄层保持基本一致，进而保证纤维直径均匀。
在喷头下面布置有电极板8，电极板8与喷头最低面距离30～200mm，电极板8连接高压静电发生器，母喷头外套筒2接地。
本装置的工作原理是将多个一级子喷头5均匀环向分布内置于母喷头内侧，通过特殊设计结构调节流量使得母喷头和一级子喷头5锥面上熔体或者溶液薄层厚度一致；为了进一步增大单个喷头的纤维产量以及单位面积射流密度，也可以将二级子喷头7安装于一级子喷头5上；进一步的，如果母喷头直径加大，空间允许，也可以将二级子喷头7以与一级子喷头5相同的方式均匀环向分布置于一级子喷头5内侧，如此循环，直至空间排布达到最佳。在喷头下面布置电极板8，在电极板8上施加高压静电，喷头接地，这样在电极板8和喷头之间形成高压电场，母喷头和子喷头环形尖端处均匀分布溶液或者熔体在高压电场作用下感应带电或者被极化，感应电荷或者极化电荷超过阈值后，熔体或熔体被拉伸形成射流，射流下落过程中，溶剂挥发或者熔体冷却固化形成超细纤维，超细纤维可以在电极板8上均匀分布，形成纤维膜制品。
本发明实施例提供的多喷头静电纺丝集成方法包括以下步骤：
(1)首先将多个一级子喷头5装在母喷头底部内侧，在一级子喷头5内部安装调节螺钉6，将一级子喷头5调整到相同高度；或者，不安装调节螺钉6，取而代之安装二级子喷头7，并分别调节一级子喷头5和二级子喷头7为相同高度；再者，进一步的，将母喷头直径增大，相应的一级子喷头5直径也增大，二级子喷头7也以与一级子喷头5相同的方式内置于一级子喷头5内，如图12所示，再增加三级子喷头置于二级子喷头7内，以此类推。
(2)然后将纺丝液通过进料口1通入母喷头，纺丝液经过环形狭缝4后逐渐周向分布均匀，并继续向下分别流至母喷头外套筒2的内锥面和一级子喷头5的外锥面上；或者，纺丝液向下分别流至母喷头外套筒2的内锥面、一级子喷头5的外锥面、二级子喷头7的外锥面以及其他子喷头锥面上。
(3)接着观察锥面上液膜厚度，通过旋拧调节螺钉6在一级子喷头5的深度使液膜厚度相同；或者，通过调节二级子喷头7的伸出距离调节流到一级外锥面503的熔体流量，调节流量调节槽701和流量调节孔502的重合部分来调节流到二级外锥面702的熔体流量，通过调整使得母喷头内锥面、一级外锥面503、二级外锥面702以及其他子喷头锥面上液膜厚度基本相同。
(4)将母喷头接地，并且置于母喷头下面的电极板8接高压静电发生器，打开高压静电发生器，逐步调高电压到母喷头、一级子喷头5、二级子喷头7以及其他子喷头环形尖端均能形成间隔均匀且稳定的射流，射流下落过程中，溶剂挥发或者熔体冷却形成超细纤维。
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
实施例1
母喷头外套筒2下部分外径为60mm，装有四个一级子喷头，5一级子喷头5内装有调节螺钉6，纺丝液(聚丙烯熔体)通过进料口1进入母喷头，经过环形狭缝4后逐渐周向分布均匀，一部分熔体经过母喷头外套筒2的内锥面流至其环形尖端处，另一部分熔体通过母喷头芯体3的螺纹孔501流到一级子喷头5的内部，然后经过流量调节孔502流至一级外锥面503上，调节调节螺钉6在一级子喷头5内部的旋入深度，进而调节流至一级外锥面503上熔体的流量，使其与母喷头外套筒2内锥面上的熔体薄层基本一致，调节一级子喷头5的伸出距离，使一级子喷头5底面与母喷头外套筒2底部环形尖端距离为6mm，将母喷头外套筒2接地，电极板8放置于喷头下面，与一级子喷头5下表面距离为150mm，然后打开高压静电发生器，调节电压至50kV，此时，在电极板8与母喷头外套筒2底部环形尖端之间形成高压电场，在高压电场作用下，母喷头外套筒2底部尖端和一级子喷头5底部尖端处均匀分布的熔体被极化，极化电荷与电极板8外表面电荷极性相反，异性相吸，当电场力超过熔体表面张力和粘滞力时，分别形成多股射流，射流逐渐稳定并且间隔均匀，射流下落冷却固化形成超细纤维，如图11所示，与普通单圈环形喷头相比，单位面积内射流密度得到了较大提升，提高了生产效率。
实施例2
母喷头下面装有4个一级子喷头5，调节一级子喷头5的伸出距离使一级子喷头5底面与母喷头下端环形尖端距离均为6mm，然后在每个一级子喷头5内分别安装上二级子喷头7，调节二级子喷头7的伸出距离，使二级子喷头7底面与一级子喷头5底面初始距离为5mm，聚丙烯熔体通过进料口1进入环形狭缝4逐渐周向分布均匀，环形狭缝4的熔体分成a和b两部分，a部分熔体经过母喷头外套筒2的内锥面流至其环形尖端处，b部分熔体通过母喷头芯体3的螺纹孔501流到一级子喷头5的内部，调节二级子喷头7在一级子喷头5内的伸出距离可以调节其两者配合露出流量调节孔502面积的大小，从而调节b部分熔体的流量，总流量一定的情况下，可以间接调节a部分熔体的流量，b部分熔体又分成了两部分c和d，c部分熔体通过流量调节孔502流到了一级外锥面503上，d部分熔体通过流量调节孔502和流量调节槽701的重合部分流至二级子喷头7的二级外锥面702上，微微旋转二级子喷头7，通过调节流量调节槽701和流量调节孔502的重合部分的大小来调节流至二级外锥面702的d部分聚丙烯熔体，总而言之，通过调节二级子喷头7的伸出距离调节流到一级外锥面503的熔体流量，调节流量调节槽701和流量调节孔502的重合部分来调节流到二级外锥面702的熔体流量，通过调整使得母喷头内锥面、一级外锥面503和二级外锥面702上熔体薄层厚度基本相同。将母喷头外套筒2接地，电极板8放置于喷头下面，与二级子喷头7下表面距离为150mm，然后打开高压静电发生器，调节电压至60kV，此时，在电极板8与母喷头外套筒2底部环形尖端之间形成高压电场，在高压电场作用下，母喷头外套筒2底部尖端、一级子喷头5和二级子喷头7底部尖端处均匀分布的熔体被极化，极化电荷与电极板8外表面电荷极性相反，异性相吸，当电场力超过熔体表面张力和粘滞力时，分别形成多股射流，射流逐渐稳定并且间隔均匀，射流下落冷却固化形成超细纤维，与实施例1相比，单位面积内射流密度得到了进一步提升，进一步提高了生产效率。
实施例3
加大母喷头直径至150mm，一级子喷头5直径为56mm，数量4个，一级子喷头5环形均匀分布内置于母喷头下端，二级子喷头7直径为22mm，数量16个，二级子喷头7环形均匀分布内置于一级子喷头5下端，三级子喷头直径为15mm，数量16个，每个三级子喷头都置于一个二级子喷头7中心位置，调整各级喷头高度，使各级子喷头于上一级喷头的高度差分别为6、4、2mm，分别调节流量至锥面上液膜分布一致，将母喷头外套筒2接地，电极板8放置于喷头下面，与三级子喷头下表面距离为150mm，然后打开高压静电发生器，调节电压至70kV，此时，在电极板8与母喷头外套筒2底部环形尖端之间形成高压电场，在高压电场作用下，母喷头外套筒2底部尖端、一级子喷头5、二级子喷头7和三级子喷头底部尖端处均匀分布的熔体被极化，极化电荷与电极板8外表面电荷极性相反，异性相吸，当电场力超过熔体表面张力和粘滞力时，分别形成多股射流，射流逐渐稳定并且间隔均匀，射流下落冷却固化形成超细纤维，与实施例2相比，单位面积内射流密度得到了进一步提升，进一步提高了生产效率。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种多喷头静电纺丝集成装置，其特征在于，所述多喷头静电纺丝集成装置设置有母喷头外套筒（2）；
所述母喷头外套筒（2）为上大下小圆柱回转结构，上面一侧设置有进料口（1），母喷头外套筒（2）内部设置有母喷头芯体（3）；
所述母喷头外套筒（2）下端逐渐变薄直至形成环形尖端，所述母喷头芯体（3）下部分为膨大结构，与所述母喷头外套筒（2）下部分内侧配合形成环形狭缝（4）；
所述母喷头芯体（3）下部圆周上均匀分布多个螺纹通孔，每个螺纹通孔均安装有一级子喷头（5）；
所述一级子喷头（5）中心为螺纹通孔，中上部外表面为外螺纹结构，下部为向外延伸的外锥面，该外锥面为一级外锥面（503）；
所述一级子喷头（5）中间部分布置有周向间隔均匀分布的3~6个流量调节孔（502），连通一级子喷头（5）内外螺纹，所述流量调节孔（502）下端至一级外锥面（503）小端为止；
所述一级子喷头（5）下表面设置有内六角槽（504），用以使六角扳手旋拧一级子喷头（5）从而调节伸出距离；调节螺钉（6）旋拧在一级子喷头（5）内部，通过控制调节螺钉（6）在一级子喷头（5）内部的上下距离调节一级子喷头（5）内外螺纹连通的面积大小，调节角度和调节螺钉（6）的螺距相关，拧360度则调节螺钉（6）上升/下降一个螺距的距离，通过调节高度调节连通面积大小，进而调控流到一级外锥面（503）上的熔体或者溶液的流量，使母喷头外套筒（2）下端内锥面上与一级外锥面（503）上分布的溶液或者熔体薄层厚度一致，保证母喷头和一级子喷头的纤维直径分布的均匀性；
所述多喷头静电纺丝集成装置还包括二级子喷头（7）；
所述二级子喷头（7）中上部外表面为外螺纹结构，所述外螺纹表面加工有周向间隔均匀分布的3~6个流量调节槽（701）；
所述流量调节槽（701）的数量与流量调节孔（502）的数量相同，所述流量调节槽（701）的上端离二级子喷头（7）上表面2~3mm，所述流量调节槽（701）下端至二级外锥面（702）小端为止；
所述二级子喷头（7）下表面设置有内六角槽（504），用以调节二级子喷头（7）在一级子喷头（5）的伸出距离，从母喷头环形狭缝（4）流过来的溶液或者熔体，经过母喷头芯体（3）下端的螺纹孔（501）流至一级子喷头（5）内部，通过流量调节孔（502）和流量调节槽（701）的重合部分流至二级子喷头（7）的二级外锥面（702）上；旋转二级子喷头（7），旋转角度范围为0~45度，通过调节流量调节槽（701）和流量调节孔（502）的重合部分的大小调节流至二级外锥面（702）的溶液或者熔体，当二者完全重合时，流量最大，当二者没有重合部分时，所有流至一级子喷头（5）内部的溶液或者熔体全部流到一级外锥面（503），调节流至二级外锥面（702）上的溶液或者熔体与一级外锥面（503）和母喷头内锥面上分布的溶液或者熔体薄层保持一致，进而保证纤维直径均匀性。
2.如权利要求1所述多喷头静电纺丝集成装置，其特征在于，所述母喷头芯体（3）外径和母喷头外套筒（2）内径差异形成环形狭缝（4），所述环形狭缝（4）厚度为0.2~1.5mm。
3.如权利要求1所述多喷头静电纺丝集成装置，其特征在于，所述螺纹通孔数量随着母喷头外套筒（2）的直径增大而增多，该数量为保证相邻一级子喷头（5）的一级外锥面（503）边缘之间有2~5mm的间距为准。
4.如权利要求1所述多喷头静电纺丝集成装置，其特征在于，所述一级外锥面（503）向外延伸的最大直径为一级子喷头（5）外螺纹直径的1.5~2.5倍；
所述流量调节孔（502）为长条结构，宽度为1~2mm，所述流量调节孔（502）上端离一级子喷头（5）上表面2~3mm。
5.如权利要求1所述多喷头静电纺丝集成装置，其特征在于，在喷头下面布置有电极板（8），所述电极板（8）与喷头最低面距离为30~200mm，所述电极板（8）连接高压静电发生器，所述母喷头外套筒（2）接地。
6.一种应用如权利要求1~5任意一项所述多喷头静电纺丝集成装置的多喷头静电纺丝集成方法，其特征在于，所述多喷头静电纺丝集成方法包括以下步骤：
（1）将多个一级子喷头（5）装在母喷头底部内侧，在一级子喷头（5）内部安装调节螺钉（6），将一级子喷头（5）调整到相同高度；或不安装调节螺钉（6），安装二级子喷头（7），并分别调节一级子喷头（5）和二级子喷头（7）为相同高度；将母喷头直径增大，相应的一级子喷头（5）直径增大，二级子喷头（7）以与一级子喷头（5）相同的方式内置于一级子喷头（5）内，再增加三级子喷头置于二级子喷头（7）内，以此类推；
（2）将纺丝液通过进料口（1）通入母喷头，纺丝液经过环形狭缝（4）后逐渐周向分布均匀，并继续向下分别流至母喷头外套筒（2）的内锥面和一级子喷头（5）的外锥面上；或纺丝液向下分别流至母喷头外套筒（2）的内锥面、一级子喷头（5）的外锥面、二级子喷头（7）的外锥面以及其他子喷头锥面上；
（3）观察锥面上液膜厚度，通过旋拧调节螺钉（6）在一级子喷头（5）的深度使液膜厚度相同；或通过调节二级子喷头（7）的伸出距离调节流到一级外锥面（503）的熔体流量，调节流量调节槽（701）和流量调节孔（502）的重合部分来调节流到二级外锥面（702）的熔体流量，通过调整使得母喷头内锥面、一级外锥面（503）、二级外锥面（702）以及其他子喷头锥面上液膜厚度相同；
（4）将母喷头接地，并且置于母喷头下面的电极板（8）接高压静电发生器，打开高压静电发生器，逐步调高电压到母喷头、一级子喷头（5）、二级子喷头（7）以及其他子喷头环形尖端均能形成间隔均匀且稳定的射流，射流下落过程中，溶剂挥发或者熔体冷却形成超细纤维。
7.如权利要求6所述多喷头静电纺丝集成方法，其特征在于，所述多喷头静电纺丝集成方法还包括：
加大母喷头直径至150mm，一级子喷头（5）直径为56mm，数量4个，一级子喷头（5）环形均匀分布内置于母喷头下端，二级子喷头（7）直径为22mm，数量16个；二级子喷头（7）环形均匀分布内置于一级子喷头（5）下端，三级子喷头直径为15mm，数量16个；每个三级子喷头都置于一个二级子喷头（7）中心位置，调整各级喷头高度，使各级子喷头于上一级喷头的高度差分别为6mm、4mm和2mm，分别调节流量至锥面上液膜分布一致，将母喷头外套筒（2）接地，电极板（8）放置于喷头下面，与三级子喷头下表面距离为150mm；打开高压静电发生器，调节电压至70kV，此时在电极板（8）与母喷头外套筒（2）底部环形尖端之间形成高压电场，在高压电场作用下，母喷头外套筒（2）底部尖端、一级子喷头（5）、二级子喷头（7）和三级子喷头底部尖端处均匀分布的熔体被极化，极化电荷与电极板（8）外表面电荷极性相反，异性相吸，当电场力超过熔体表面张力和粘滞力时，分别形成多股射流，射流逐渐稳定并且间隔均匀，射流下落冷却固化形成超细纤维。
8.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以应用如权利要求1~6任意一项所述多喷头静电纺丝集成装置。
9.一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机应用如权利要求1~6任意一项所述多喷头静电纺丝集成装置。
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