一种用于静电纺丝的静电场构建方法技术

本发明专利技术涉及静电纺丝的静电场，属于静电纺丝领域。一种用于静电纺丝的静电场构建方法，其特征在于：通过改变电场或射流的接收端与电场或射流的发射端的形状及组合配置，在发射端和接收端之间形成特定强度分布的高压静电场，在高压静电场的作用下，带电液滴形成泰勒锥并产生鞭动效应，进而形成纳米纤维。本发明专利技术的用于静电纺丝的静电场构建方法通过改变电场或射流的发射端或接收端的设置和形状进而影响高压电场，使高压电场具有不同的分布强度，从而使静电场具有特定的分布，影响带电液滴在静电场内的运动，控制静电纺丝的过程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及静电纺丝，尤其涉及用于静电纺丝的静电场构建方法。
技术介绍
静电纺丝作为一种纳米纤维制造技术，主要是利用高压电场下，液滴变成锥形，形成泰勒锥，然后在静电力的作用下延伸，形成纳米级超细纤维。静电纺丝以其可纺材料种类繁多、工艺可控性好等优点，已成为当前制备纳米纤维材料的研究热点。基于目前对于静电纺丝的研究，认为静电纺丝的实质是快速产生喷射流，因此现在一系列对于静电纺丝的研究都主要集中于喷丝孔的结构形态对纤维成型的影响，具体体现在对于溶液或熔体的喷射针头的研究，如各种形状或型式的喷射针头，亦或是无针头的喷射筒或喷射装置等。或者是对于静电纺丝技术工业化的研究，由于静电纺丝产生的纳米纤维喷发和沉积混乱，因此很多研究集中在对于纳米级超细纤维的收集方法上。如美国专利US6106913A中，利用气流沉积法将超细纤维引导到长丝上，经牵引卷绕形成高强力纳米纤维包芯纱；或者是中国专利CN201410280734.X中采用的动态旋转的喇叭形收集器，将超细纤维引导到长丝上及进行加捻的收集方法，都有利用长丝将纳米纤维进行引导性沉积，才能得到相对稳定和均匀的纳米纤维集合体。在这些基于静电纺丝产生纳米超细纤维的产生方法和收集利用方法的研究中，前者主要研究的是利用不同的喷丝头或喷嘴产生不同形状的流体，均是采用收集板或接收板对产生的纤维进行自由收集，沉积是混乱的；而后者虽然对收集器或者接收器进行了改进，但是收集器就没有作为高压电场的组成部分，而是仅作为收集装置对在高压电场内产生的纳米纤维进行收集，而且其中的纳米纤维仍然是混乱的。
技术实现思路
本专利技术提出了一种用于静电纺丝的静电场构建方法，通过改变电场或射流的发射端或接收端进而影响高压电场，使高压电场具有不同的分布强度，从而使静电场具有特定的分布，影响带电液滴在静电场内的运动，使产生的纳米纤维遵循一定的要求和轨迹，控制静电纺丝的过程。技术方案一种用于静电纺丝的静电场构建方法，其特征在于：通过改变电场或射流的接收端与电场或射流的发射端的形状及组合配置，在发射端和接收端之间形成特定强度分布的高压静电场，在高压静电场的作用下，带电液滴形成泰勒锥并产生鞭动效应，进而形成纳米纤维。进一步，通过调节接收端的形状从而调节高压静电场的分布，在发射端和接收端之间形成特定分布的高压静电场。所述接收端采用点状接收器，在发射端和接收端之间形成接收端为单点分布的高压静电场。所述接收端采用多点接收形式的接收器，在发射端和接收端之间形成接收端为多点分布的高压静电场。所述接收端采用线形接收器，在发射端和接收端之间形成接收端为单线分布的高压静电场。所述线形接收器的线形为直线形或曲线形。所述接收端采用多线接收形式的接收器，在发射端和接收端之间形成接收端为多线分布的高压静电场。所述接收端采用具有一定分布面的形状的接收器，在发射端和接收端之间形成接收端为单面分布的高压静电场。所述接收器采用平面接收器或斜面接收器或曲面接收器。所述接收端采用具有多个面的形状的接收器，在发射端和接收端之间形成接收端为多面分布的高压静电场。所述接收器采用多面拼接或者多面交错分布的接收器进一步，所述发射端采用单点喷丝头，在发射端和接收端之间形成喷丝端为单点分布的高压静电场。所述发射端采用多点喷丝头，在发射端和接收端之间形成喷丝端为多点分布的高压静电场。所述发射端采用线形喷丝片，在发射端和接收端之间形成喷丝端为单线分布的高压静电场。所述线形喷丝片的线形为直线形或曲线形。所述发射端采用多线喷发的喷丝片，在发射端和接收端之间形成喷丝端为多线分布的高压静电场。所述发射端采用具有一定分布面的喷丝板或喷丝部件，在发射端和接收端之间形成喷丝端为单面分布的高压静电场。所述发射端采用具有多个面的形状的喷丝部件，在发射端和接收端之间形成喷丝端为多面分布的高压静电场。所述发射端采用平面或斜面或曲面的喷丝部件。所述发射端采用多面拼接或者多层次交错分布的喷丝部件。进一步，所述发射端连接静电发生器的正极，所述接收端连接静电发生器的负极或接地。所述接收端通过同轴连接组件与静电发生器的负极或零线相连，接收端一端设置有接头，所述同轴连接组件与接头同轴相连。进一步，所述发射端的出丝孔采用单孔或者多层复合孔。所述发射端的出丝孔的横截面为同心的形状或者偏心的形状。进一步，所述接收器采用圆环式接收器，或轮盘式接收器，或圆盘网眼式接收器，或网眼式喇叭接收器。所述接收器采用多层塔板式接收器。所述接收器采用锥形金属螺旋线接收器。所述接收器采用针板式接收器。有益效果本专利技术的用于静电纺丝的静电场构建方法通过改变电场或射流的发射端或接收端的设置和形状进而影响高压电场，使高压电场具有不同的分布强度，从而使静电场具有特定的分布，影响带电液滴在静电场内的运动，控制静电纺丝的过程；本专利技术提出了基于接收端和发射端配合建立的静电场的构建方法，通过采用不同形式的接收端或发射端能够构建多种多样的静电场，在静电纺丝时，影响带电液滴在静电场内的运动轨迹，从而得到不同品种和不同排列的纳米纤维，为静电纺丝的过程控制及得到特定要求的纳米纤维提出了解决方案，直接通过构建静电场，使产生的纳米纤维遵循一定的要求和轨迹，就能解决纳米纤维沉积时混乱，排列不稳定的问题。附图说明图1为本专利技术的对于发射端和接收端各形状配合构建静电场的构建原理示意图；图2为本专利技术的发射端与接收端形成点对点分布的静电场的示意图；图3为本专利技术的发射端与接收端形成线对点分布的静电场的示意图；图4为本专利技术的发射端与接收端形成面对点分布的静电场的示意图；图5为本专利技术的发射端与接收端形成多点对点分布的静电场的示意图；图6为本专利技术的发射端与接收端形成多线对点分布的静电场的示意图；图7为本专利技术的发射端与接收端形成多面对点分布的静电场的示意图；图8为本专利技术的发射端与接收端形成点对多点分布的静电场的示意图；图9为本专利技术的发射端与接收端形成线对多点分布的静电场的示意图；图10为本专利技术的发射端与接收端形成面对多点分布的静电场的示意图；图11为本专利技术的发射端与接收端形成多点对多点分布的静电场的示意图；图12为本专利技术的发射端与接收端形成多线对多点分布的静电场的示意图；图13为本专利技术的发射端与接收端形成多面对多点分布的静电场的示意图；图14为本专利技术的发射端与接收端形成点对线分布的静电场的示意图；图15为本专利技术的发射端与接收端形成多点对线分布的静电场的示意图；图16为本专利技术的发射端与接收端形成线对线分布的静电场的示意图；图17为本专利技术的发射端与接收端形成多线对线分布的静电场的示意图；图18为本专利技术的发射端与接收端形成面对线分布的静电场的示意图；图19为本专利技术的发射端与接收端形成多面对线分布的静电场的示意图；图20为本专利技术的发射端与接收端形成点对多线分布的静电场的示意图；图21为本专利技术的发射端与接收端形成多点对多线分布的静电场的示意图；图22为本专利技术的发射端与接收端形成线对多线分布的静电场的示意图；图23为本专利技术的发射端与接收端形成多线对多线分布的静电场的示意图；图24为本专利技术的发射端与接收端形成面对多线分布的静电场的示意图；图25为本专利技术的发射端与接收端形成多面对多线分布的静电场的示意图；图26为本专利技术的发射端与接收端形成点对面分布的静电场的示意图；图27为本专利技术的发射端与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于静电纺丝的静电场构建方法，其特征在于：通过改变电场或射流的接收端与电场或射流的发射端的形状及组合配置，在发射端和接收端之间形成特定强度分布的高压静电场，在高压静电场的作用下，带电液滴形成泰勒锥并产生鞭动效应，进而形成纳米纤维。

【技术特征摘要】
1.一种用于静电纺丝的静电场构建方法，其特征在于：通过改变电场或射流的接收端与电场或射流的发射端的形状及组合配置，在发射端和接收端之间形成特定强度分布的高压静电场，在高压静电场的作用下，带电液滴形成泰勒锥并产生鞭动效应，进而形成纳米纤维。2.如权利要求1所述的用于静电纺丝的静电场构建方法，其特征在于：通过调节接收端的形状从而调节高压静电场的分布，在发射端和接收端之间形成特定分布的高压静电场。3.如权利要求2所述的用于静电纺丝的静电场构建方法，其特征在于：所述接收端采用点状接收器，在发射端和接收端之间形成接收端为单点分布的高压静电场。4.如权利要求2所述的用于静电纺丝的静电场构建方法，其特征在于：所述接收端采用多点接收形式的接收器，在发射端和接收端之间形成接收端为多点分布的高压静电场。5.如权利要求2所述的用于静电纺丝的静电场构建方法，其特征在于：所述接收端采用线形接收器，在发射端和接收端之间形成接收端为单线分布的高压静电场。6.如权利要求2所述的用于静电纺丝的静电场构建方法，其特征在于：所述线形接收器的线形为直线形或曲线形。7.如权利要求2所述的用于静电纺丝的静电场构建方法，其特征在于：所述接收端采用多线接收形式的接收器，在发射端和接收端之间形成接收端为多线分布的高压静电场。8.如权利要求2所述的用于静电纺丝的静电场构建方法，其特征在于：所述接收端采用具有一定分布面的形状的接收器，在发射端和接收端之间形成接收端为单面分布的高压静电场。9.如权利要求8所述的用于静电纺丝的静电场构建方法，其特征在于：所述接收器采用平面接收器或斜面接收器或曲面接收器。10.如权利要求2所述的用于静电纺丝的静电场构建方法，其特征在于：所述接收端采用具有多个面的形状的接收器，在发射端和接收端之间形成接收端为多面分布的高压静电场。11.如权利要求10所述的用于静电纺丝的静电场构建方法，其特征在于：所述接收器采用多面拼接或者多面交错分布的接收器。12.如权利要求3～11之一所述的用于静电纺丝的静电场构建方法，其特征在于：所述发射端采用单点喷丝头，在发射端和接收端之间形成喷丝端为单点分布的高压静电场。13.如权利要求3～11之一所述的用于静电纺丝的静电场构建方法，其特征在于：所述发射端采用多点喷丝头，在发射端和接收端之间形成喷丝端为多点分布的高压静电场。14.如权利要求3～11...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛斌杰，靳世鑫，刘岩，陈卓明，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：上海;31