CN204752925U - 一种制备有序纳米纤维的静电纺丝装置 - Google Patents

Abstract

一种制备有序纳米纤维的静电纺丝装置，其包括料桶、设于料桶内的活塞、与活塞连接的推杆、设于料桶一端的喷丝头、与喷丝头连接的高压供电装置、旋转辊筒、与旋转辊筒连接的接地电极，所述高压供电装置的负极连在辊筒上，所述高压供电装置的正极连接在喷丝头上，所述静电纺丝装置在喷丝头下方设有X个导电线圈及与导电线圈连接的电源，X为大于等于2且小于等于4的整数，所述导电线圈通正电荷，所述喷丝头通正电荷。本实用新型通过导电线圈与旋转辊筒结合可以稳定射流，调节射流运动轨迹，使纳米纤维有序排列并提高纤维的力学性能。

Description

一种制备有序纳米纤维的静电纺丝装置

技术领域

本实用新型涉及静电纺丝装置，尤其涉及一种制备有序纳米纤维的静电纺丝装置。

背景技术

静电纺丝技术是目前世界上使用最普遍的生产纳米纤维的方法。静电纺丝技术操作简便、生产效率高、适用范围广，纺制出的纳米纤维直径小，比表面积大，孔隙率高，因此众多领域都有研究和应用。

传统的静电纺制备的纳米纤维多是无序的，并且力学性能很低，限制了产品在生物医学、高性能过滤、微纳米电子器件等方面的应用。因此如何制备高强有序的纳米纤维成为了研究的重点和发展趋势。目前制备平行纤维的方法主要有转盘法、水浴法、平行电极法、磁场法、辊筒法、附加导电环法。其中辊筒法可以对纤维产生牵伸，提高纤维力学性能，并在旋转时带动纤维，是纤维有序排列。但是，现有技术的该些方法仍旧存在射流角度大，射流不稳的问题，导致纺丝条件不容易控制，原料浪费，纺丝环境受污等问题，限制了其在工业化生产中的应用。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种能够制备有序纳米纤维的静电纺丝装置，以解决现有技术中存在的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种制备有序纳米纤维的静电纺丝装置，以解决静电纺丝过程中射流不稳定，收集纤维无序，纤维强力很低的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种制备有序纳米纤维的静电纺丝装置，其包括料桶、设于料桶内的活塞、与活塞连接的推杆、设于料桶一端的喷丝头、与喷丝头连接的高压供电装置、旋转辊筒、与旋转辊筒连接的接地电极，所述高压供电装置的负极连在旋转辊筒上，所述高压供电装置的正极连接在喷丝头上，所述静电纺丝装置在喷丝头下方设有若干个导电线圈及与导电线圈连接的电源，所述导电线圈通正电荷，所述喷丝头通正电荷。

优选的，在上述制备有序纳米纤维的静电纺丝装置中，所述导电线圈包括X个，其中，X为大于等于2且小于等于4的整数。

优选的，在上述制备有序纳米纤维的静电纺丝装置中，所述导电线圈由多个等间距排列的线圈组成。

优选的，在上述制备有序纳米纤维的静电纺丝装置中，所述气泡静电纺丝装置设有调节旋转辊筒与气泡之间距离的第一位置调节装置。

优选的，在上述制备有序纳米纤维的静电纺丝装置中，所述气泡静电纺丝装置设有调节导电线圈相对旋转辊筒与气泡位置的第二位置调节装置。

从上述技术方案可以看出，本实用新型实施例的制备有序纳米纤维的静电纺丝装置通过导电线圈与旋转辊筒结合可以稳定射流，调节射流运动轨迹，使纳米纤维有序排列并提高纤维的力学性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型制备有序纳米纤维的静电纺丝装置的示意图。

其中：料桶1、活塞2、推杆3、针头4、高压供电装置5、电源6、导电线圈7、辊筒8、接地电极9。

具体实施方式

本实用新型公开了一种制备有序纳米纤维的静电纺丝装置，通过导电线圈与旋转辊筒结合可以稳定射流，调节射流运动轨迹，使纳米纤维有序排列并提高纤维的力学性能。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型公开的制备有序纳米纤维的静电纺丝装置，其包括料桶1、设于料桶1内的活塞2、与活塞2连接的推杆3、设于料桶1一端的喷丝头4、与喷丝头4连接的高压供电装置5、圆柱形旋转辊筒8、与旋转辊筒8连接的接地电极9。

继续如图1所示，所述高压供电装置5的负极连在旋转辊筒8上，所述高压供电装置5的正极连接在喷丝头4上，所述静电纺丝装置在喷丝头4下方设有若干个导电线圈7及与导电线圈7连接的电源6，所述导电线圈7通正电荷，所述喷丝头4通正电荷。本实用新型收集装置是由可调节转速的圆柱形旋转辊筒8组成，高压供电装置5的负极连在旋转辊筒8上，使得旋转辊筒8带负电，带正电荷的射流下落至此，受到异性相吸的作用，并在旋转辊筒8的带动下，有规律的卷绕在旋转辊筒8上；调节旋转辊筒8转速与纺丝速度吻合，可以进一步提高纤维有序度。

在本实用新型的实施例中，导电线圈7包括X个，其中，X为大于等于2且小于等于4的整数，导电线圈7通正电，喷丝头4也通正电，这样射流通过导线线圈7时同种电荷相互排斥，使射流的喷射角度减小，起到稳定射流的作用。

在本实用新型的实施例中，导电线圈7由多个等间距排列的线圈组成。所述气泡静电纺丝装置设有调节旋转辊筒8与气泡之间距离的第一位置调节装置。所述气泡静电纺丝装置设有调节导电线圈7相对旋转辊筒8与气泡位置的第二位置调节装置。

本实用新型的制备有序纳米纤维的静电纺丝装置的工作原理是：聚合物在料桶1内，通过推杆3推动活塞2进入喷丝头4纺丝，高压供电装置5连接在喷丝头4上，电源6正极连接在导电线圈7上，旋转辊筒8与高压供电装置5的负极相连，并通过接地电源线9接地，打开高压供电装置5的开关，在喷丝头4和旋转辊筒8之间形成了一个电场，使喷丝头4出口处的聚合物溶液在高压的作用下形成连续射流，射流经过摆动、蒸发、细化过程，并受到带同种电荷导电线圈的排斥作用，相对稳定地摆动，最后在旋转辊筒8的带动作用下收集到有序卷绕在旋转辊筒8上的纳米纤维，与此同时，旋转辊筒8转动对纤维产生牵伸，提高了纤维的力学性能。

本实用新型实施例的制备有序纳米纤维的静电纺丝装置通过将导电线圈7和旋转辊筒8结合起来作为接收装置，在导电线圈7稳定射流的同时，可以通过旋转辊筒8进一步使纤维有序排列，在旋转辊筒8的牵伸作用下，还可提高纳米纤维的力学性能。本实用新型结构简单，操作方便，工艺流程短。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型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实用新型。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，本实用新型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实用新型内。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)

1.一种制备有序纳米纤维的静电纺丝装置，其包括料桶(1)、设于料桶(1)内的活塞(2)、与活塞(2)连接的推杆(3)、设于料桶(1)一端的喷丝头(4)、与喷丝头(4)连接的高压供电装置(5)、旋转辊筒(8)、与旋转辊筒(8)连接的接地电极(9)，其特征在于：所述高压供电装置(5)的负极连在旋转辊筒(8)上，所述高压供电装置(5)的正极连接在喷丝头(4)上，所述静电纺丝装置在喷丝头(4)下方设有若干个导电线圈(7)及与导电线圈(7)连接的电源(6)，所述导电线圈(7)通正电荷，所述喷丝头(4)通正电荷。

2.根据权利要求1所述的制备有序纳米纤维的静电纺丝装置，其特征在于：所述导电线圈(7)包括X个，其中，X为大于等于2且小于等于4的整数。

3.根据权利要求1所述的制备有序纳米纤维的静电纺丝装置，其特征在于：所述导电线圈(7)由多个等间距排列的线圈组成。

4.根据权利要求1所述的制备有序纳米纤维的静电纺丝装置，其特征在于：所述静电纺丝装置设有调节旋转辊筒(8)与气泡之间距离的第一位置调节装置。

5.根据权利要求1所述的制备有序纳米纤维的静电纺丝装置，其特征在于：所述静电纺丝装置设有调节导电线圈(7)相对旋转辊筒(8)与气泡位置的第二位置调节装置。