The invention discloses an electrostatic spinning nozzle controlled by liquid surface curvature and electric field separation and a spinning method thereof. The electrospinning nozzle includes a bowl-shaped metal nozzle connected with the positive pole of a high-voltage generator. The inner part of the bowl-shaped metal nozzle is provided with a curvature stabilization control module. A circular slit channel is formed between the inner wall of the bowl-shaped metal nozzle and the outer wall of the curvature stabilization control module. The circular slit channel is spun through a guide tube and a spinning liquid storage tank. Filaments connect. The spinning method is as follows: opening the receiving device and the liquid supply control device, injecting the spinning fluid into the annular slit channel; reciprocating movement of the bowl-shaped electrospinning nozzle under the receiving device; opening the high-voltage generator, the jet above the annular slit channel begins to generate a jet, and the jet forms nanofibers on the receiving device. The invention can stabilize the free liquid level of the spinning solution without interfering with the regulation of the electric field, reduce the volatilization of the solvent, and adapt to the requirement of the rapid movement of the nozzle, thus realizing the batch preparation of narrow distribution submicron fibers and nanofibers.
【技术实现步骤摘要】
液面曲率与电场分离控制的静电纺丝喷头及其纺丝方法
本专利技术涉及一种液面曲率和电场分离控制的静电纺丝喷头及其纺丝方法,属于纳米纤维和纺织机械
技术介绍
当将聚合物纤维直径从微米尺度降至亚微米尺度或纳米尺度时,就会出现一系列惊奇的特性。如非常大的体积比表面积,纳米纤维的体积比表面积基本是微米纤维的1000倍;可以灵活地进行表面功能化;与其他已知材料形式相比所表现出优越的效应和机械性能,如表面与界面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和量子隧道效应及刚度、抗张强度等。这些杰出的性能使得纳米纤维成为许多重要应用的首选材料,在高效过滤、生物医用、智能传感等领域极具发展潜力。综合考虑操作可行性、稳定可控性(包括纤维直径及其分布)、加工材料范围、加工耗时等,静电纺丝加工技术就成为目前唯一一种可以制造连续的聚合物纳米纤维的方法。随着纳米材料科学的兴起和快速发展,利用静电纺丝方法制备纳米纤维成为工程材料科学界的研究热点。传统的单针头静电纺丝装置较为简单,主要由高压电源系统、供液系统和收集系统三部分组成。供液系统包括微量注射泵、医用针管及平口金属针头,高聚物溶液流量由微量注射泵控制,高压电源的正极与平口金属针头连接,收集系统是金属平板并接地。高压电源电压逐渐增大,金属针头的液滴逐渐形成泰勒锥,当高压电源电压进一步增大,电场力会克服高聚物溶液的表面张力、黏滞力等作用形成微小的直线射流而后会出现鞭动现象到达接地金属收集板,在这个过程中,溶剂挥发,高聚物固化形成纳米纤维沉积在金属收集板上。传统的静电纺丝装置得到的纳米纤维产量很低,很难满足纳米纤维在大量应用时的需求,单针头静电 ...
【技术保护点】
1.一种液面曲率和电场分离控制的静电纺丝喷头,其特征在于,包括与高压发生器(4)正极连接的碗形金属喷头(6),碗形金属喷头(6)的开口向上,其内部设有可调节相对高度的液面曲率稳定调控模块(13),碗形金属喷头(6)的内壁与液面曲率稳定调控模块(13)的外壁之间形成环形狭缝通道(14),环形狭缝通道(14)通过导液管(15)与纺丝液储液槽(17)内的纺丝液(1)连通,导液管(15)上设有供液控制装置(16);液面曲率稳定调控模块(13)从碗形金属喷头(6)底部的镂空中露出,与绝缘座(2)连接固定;碗形金属喷头(6)上方设有接收装置。
【技术特征摘要】
1.一种液面曲率和电场分离控制的静电纺丝喷头,其特征在于,包括与高压发生器(4)正极连接的碗形金属喷头(6),碗形金属喷头(6)的开口向上,其内部设有可调节相对高度的液面曲率稳定调控模块(13),碗形金属喷头(6)的内壁与液面曲率稳定调控模块(13)的外壁之间形成环形狭缝通道(14),环形狭缝通道(14)通过导液管(15)与纺丝液储液槽(17)内的纺丝液(1)连通,导液管(15)上设有供液控制装置(16);液面曲率稳定调控模块(13)从碗形金属喷头(6)底部的镂空中露出,与绝缘座(2)连接固定;碗形金属喷头(6)上方设有接收装置。2.如权利要求1所述的液面曲率和电场分离控制的静电纺丝喷头,其特征在于,所述液面曲率稳定调控模块(13)的上部为球面,下部为与碗形金属喷头(6)内壁相适应的倒圆台形,其锥角为0~180°。3.如权利要求2所述的液面曲率和电场分离控制的静电纺丝喷头,其特征在于,所述液面曲率稳定调控模块(13)上部的球面与下部的倒圆台形之间连接有高度为0.5~5cm的圆形倒角(7)。4.如权利要求1所述的液面曲率和电场分离控制的静电纺丝喷头,其特征在于,所述环形狭缝通道(14)的宽度为0~20mm。5.如权利要求1所述的液面曲率和电场分离控制的静电纺丝喷头,其特征在于,所述碗形金属喷头(6)下方设有溢液收集槽(5),其固定于绝缘座(2)的外缘。6.如权利要求1所述的液面曲率和电场分离控制的静电纺丝喷头,其特征在于,所述高压发生器(4)的电压调节范围为0-100kV。7.如权利要求1所述的液面曲率和电场分离控制的静电纺丝喷头,其特征在于,所述碗形金属喷头(6)通过过渡绝缘块(3)与绝缘座(2)连接固定。8.如权利要求1所述的液面曲率和电场分离控制的静电纺丝喷头,其特征在于,所述导液管(15)穿过绝缘座(2)从碗形金属喷头(6)底部的镂空处与环...
【专利技术属性】
技术研发人员:覃小红,熊健,王荣武,魏亮,
申请(专利权)人:东华大学,南通顶誉纺织机械科技有限公司,
类型:发明
国别省市:上海,31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。