CN210796709U - 用于制备复合纳米纤维的自由液面纺丝装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于制备复合纳米纤维的自由液面纺丝装置，包括高频振动传感机构、设置在所述高频振动传感机构上的储液池、与所述储液池连接的高压供电机构及设置在所述储液池一侧的接收机构，所述储液池设置有自其上表面向内凹陷形成且用以放置一种纺丝溶液的凹槽，所述凹槽内设置有至少一个螺旋涡线型储液机构，所述螺旋涡线型储液机构具有自其上表面向内凹陷形成且用以放置另一种纺丝溶液的槽口。本申请能够将至少两种纺丝溶液在互相不接触的情况下，可以共同进行纺丝且能够均匀混合以形成纳米复合纤维。

Description

用于制备复合纳米纤维的自由液面纺丝装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于制备复合纳米纤维的自由液面纺丝装置，属于静电纺丝技术领域。

背景技术

自由液面静电纺丝作为新型的纺丝工艺，共纺丝原理与气泡静电纺丝相似，是利用高压电场所提供的静电力克服聚合物液面的表面张力，在聚合物液面形成泰勒锥，并进一步形成射流，射流在电场力的作用下被拉细成纳米纤维。因为这一过程中没有气泡的介入，故而克服了气泡静电纺气泡尺寸不可控，气泡破裂无规律以及由此造成的纤维直径分布不均等缺点，同时还保存了气泡静电纺的高产量的优点。但是在要求制得的纤维膜为多种高聚物混纺的产品时，时常由于两种或者多种高聚物溶液进行混合时，会发生化学反应，使得最终制备的产物不是理想型；或者混合以后溶液粘度过高，在高电压下依旧无法产生纤维。例如丝素蛋白与壳聚糖进行混合时，会产生白色絮状沉淀，传统的静电纺丝装置无法对其进行纺丝。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于制备复合纳米纤维的自由液面纺丝装置，其能够将至少两种纺丝溶液在互相不接触的情况下，可以共同进行纺丝且能够均匀混合以形成纳米复合纤维。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于制备复合纳米纤维的自由液面纺丝装置，包括高频振动传感机构、设置在所述高频振动传感机构上的储液池、与所述储液池连接的高压供电机构及设置在所述储液池一侧的接收机构，所述储液池设置有自其上表面向内凹陷形成且用以放置一种纺丝溶液的凹槽，所述凹槽内设置有至少一个螺旋涡线型储液机构，所述螺旋涡线型储液机构具有自其上表面向内凹陷形成且用以放置另一种纺丝溶液的槽口。

进一步地，所处螺旋涡线型储液机构具有底面，所述底面的直径小于所述槽口的直径。

进一步地，所述螺旋涡线型储液机构具有若干个螺旋线，每相邻两个所述螺旋线之间设置有间距。

进一步地，所述螺旋涡线型储液机构具有侧壁，所述侧壁的顶部为平滑且薄的尖端状。

进一步地，所述纺丝装置还包括用以给所述储液池供液的第一供液机构及给所述螺旋涡线型储液机构供液的第二供液机构，所述第二供液机构的数量与所述螺旋涡线型储液机构的数量相等。

进一步地，所述接收机构设置在所述储液池的上方以接收纤维。

进一步地，所述接收结构为网状或滚筒状。

进一步地，所述储液池具有外壁，所述外壁的材料为不导电的高聚物材料。

本实用新型的有益效果在于：通过在凹槽内设置有螺旋涡线型储液机构，凹槽内盛放有一种纺丝溶液，螺旋涡线型储液机构内盛放有另一种纺丝溶液，两种纺丝溶液由于螺旋涡线型储液机构的隔离而互相不接触，然后同时在高频振动传感机构的作用下，不同的纺丝溶液在螺旋涡线型储液机构的侧壁的两侧形成泰勒锥，并在电场力的作用下两侧的泰勒锥被拉伸且相互缠绕形成射流，最终被接收在接收机构上形成纳米纤维，快捷方便；

将储液机构设置成螺旋涡线型，一方面增加了纺丝溶液与储液机构的接触面积，另一方面螺旋线的每一圈的两侧都可以产生纤维，从而提高纺丝效率。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本实用新型的用于制备复合纳米纤维的自由液面纺丝装置的结构示意图。

图2为本实用新型的用于制备复合纳米纤维的自由液面纺丝装置的另一结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

请参见图1及图2，本实用新型的一较佳实施例中的用于制备复合纳米纤维的自由液面纺丝装置包括高频振动传感机构1、设置在所述高频振动传感机构1上的储液池2、与所述储液池2连接的高压供电机构3及设置在所述储液池2一侧的接收机构4，所述储液池2具有外壁，所述外壁的材料为不导电的高聚物材料，以提高纺丝的安全性。所述高频振动传感机构1用以产生高频微动以对储液池2内的纺丝溶液进行干扰，并在电场力的作用下拉伸形成射流以制备纳米纤维。所述高频振动传感机构1为高频振动传感器，其为常规结构，在此不做赘述。

所述接收机构4设置在所述储液池2的上方以接收纤维，以使得形成的向上的射流更好的被接收在所述接收机构4上。所述接收结构为网状或滚筒状，在此不做具体限定，根据实际情况而定。所述接收机构4的面积大于所述储液池2的面积，使得其更全面的接收纤维。

所述储液池2设置有自其上表面向内凹陷形成且用以放置一种纺丝溶液的凹槽6，所述凹槽6内设置有至少一个螺旋涡线型储液机构5，所述螺旋涡线型储液机构5具有自其上表面向内凹陷形成且用以放置另一种纺丝溶液的槽口51。在本实施例中，所述螺旋涡线型储液机构5的数量设置有一个，诚然，在其他实施例中，所述螺旋涡线型储液机构5的数量可以为其他，在此不做具体限定，根据实际情况而定。所述螺旋涡线型储液机构5具有若干个螺旋线，每相邻两个所述螺旋线之间设置有间距，其目的在于：一方面增加了纺丝溶液与储液机构5的接触面积，另一方面螺旋线的每一圈的两侧都可以产生纤维，从而提高纺丝效率。为了使得螺旋线的每一圈的两侧更好的产生纤维，所述螺旋涡线型储液机构5具有侧壁，所述侧壁的顶部为平滑且薄的尖端状。尖端面积小，两种纺丝溶液在侧壁的尖端处几乎没有间隔52，在电场力的作用下，几乎可以同时在尖端的两边产生纤维，这样可以保证在溶液不混合的前提下，最终产生的纤维可以均匀混合分布，且效果与直接将溶液进行混合一致的同时，两种溶液不产生反应，更好的有利于纺丝工作的进行；并且尖端结构光滑，更加有利于泰勒锥的产生，从而提高纺丝产量。

所处螺旋涡线型储液机构5具有底面，所述底面的直径小于所述槽口51的直径，以使得储液机构内放置较多纺丝溶液，同时储液机构的外侧、凹槽6内也能够放置较多的另一种纺丝溶液，以提高纺丝效率及产量。

所述纺丝装置还包括用以给所述储液池2供液的第一供液机构8及给所述螺旋涡线型储液机构5供液的第二供液机构7，所述第二供液机构7的数量与所述螺旋涡线型储液机构5的数量相等，所述第一供液机构8与所述储液池2之间、及所述第二供液机构7与所述螺旋涡线型储液机构5之间皆通过输液管连接。值得注意的是，在第一供液装置及第二供液装置供液时，调整第一供液装置及第二供液装置的供液速度，以使得凹槽6内及螺旋涡线型储液机构5的纺丝速度一致，从而保证不同纺丝溶液在纺丝时能够混合形成复合纳米纤维。

本实用新型的用于制备复合纳米纤维的自由液面纺丝装置实施过程为：首先分别配置浓度为3％(m/v)的丝素蛋白溶液和浓度为0.5％(m/v)的壳聚糖溶液。将丝素蛋白溶液注入第一供液装置中，并通过输液管输送至凹槽6内，直至液面与螺旋涡线型储液机构5侧壁的尖端平齐但不溢出，再将壳聚糖溶液注入第二供液装置中，同样由输液管输送至螺旋涡线型储液机构5中，最终液面与其侧壁的尖端平齐但不溢出。与此同时，高频振动传感机构1与高压供电机构3的开关均打开，高频振动传感机构1所产生的高频微动对丝素蛋白溶液及壳聚糖溶液均产生干扰，使纺丝液面在螺旋涡线型储液机构5侧壁的尖端边缘两侧分别形成泰勒锥，尖端两侧的泰勒锥在电场力作用下分别被拉伸成细丝，在拉伸过程中，由于泰勒锥的相互纠缠，使得两种溶液产生的细丝会相互纠缠在一起，同时被接收在接收机构4上，形成纳米复合纤维。

综上所述：通过在凹槽6内设置有螺旋涡线型储液机构5，凹槽6内盛放有一种纺丝溶液，螺旋涡线型储液机构5内盛放有另一种纺丝溶液，两种纺丝溶液由于螺旋涡线型储液机构5的隔离而互相不接触，然后同时在高频振动传感机构1的作用下，不同的纺丝溶液在螺旋涡线型储液机构5的侧壁的两侧形成泰勒锥，并在电场力的作用下两侧的泰勒锥被拉伸且相互缠绕形成射流，最终被接收在接收机构4上形成纳米纤维，快捷方便；

将储液机构5设置成螺旋涡线型，一方面增加了纺丝溶液与储液机构5的接触面积，另一方面螺旋线的每一圈的两侧都可以产生纤维，从而提高纺丝效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种用于制备复合纳米纤维的自由液面纺丝装置，其特征在于，包括高频振动传感机构、设置在所述高频振动传感机构上的储液池、与所述储液池连接的高压供电机构及设置在所述储液池一侧的接收机构，所述储液池设置有自其上表面向内凹陷形成且用以放置一种纺丝溶液的凹槽，所述凹槽内设置有至少一个螺旋涡线型储液机构，所述螺旋涡线型储液机构具有自其上表面向内凹陷形成且用以放置另一种纺丝溶液的槽口。

2.如权利要求1所述的用于制备复合纳米纤维的自由液面纺丝装置，其特征在于，所处螺旋涡线型储液机构具有底面，所述底面的直径小于所述槽口的直径。

3.如权利要求2所述的用于制备复合纳米纤维的自由液面纺丝装置，其特征在于，所述螺旋涡线型储液机构具有若干个螺旋线，每相邻两个所述螺旋线之间设置有间距。

4.如权利要求2所述的用于制备复合纳米纤维的自由液面纺丝装置，其特征在于，所述螺旋涡线型储液机构具有侧壁，所述侧壁的顶部为平滑且薄的尖端状。

5.如权利要求4所述的用于制备复合纳米纤维的自由液面纺丝装置，其特征在于，所述纺丝装置还包括用以给所述储液池供液的第一供液机构及给所述螺旋涡线型储液机构供液的第二供液机构，所述第二供液机构的数量与所述螺旋涡线型储液机构的数量相等。

6.如权利要求1所述的用于制备复合纳米纤维的自由液面纺丝装置，其特征在于，所述接收机构设置在所述储液池的上方以接收纤维。

7.如权利要求6所述的用于制备复合纳米纤维的自由液面纺丝装置，其特征在于，所述接收机构为网状或滚筒状。

8.如权利要求1所述的用于制备复合纳米纤维的自由液面纺丝装置，其特征在于，所述储液池具有外壁，所述外壁的材料为不导电的高聚物材料。

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