The invention discloses a porous spherical electrospinning nozzle for separating and controlling electric field and a spinning method thereof. The nozzle comprises a porous spherical electrospinning nozzle, which is a smooth surface solid sphere with a plurality of holes distributed on the spherical surface; the lower part of the porous spherical electrospinning nozzle is impregnated in the spinning solution; the outer side of the liquid storage tank is sleeved with a metal electric field control ring; and the metal electric field control ring is connected with the positive pole of the high voltage generator. The spinning method is as follows: open the receiving device, open the liquid supply device, open the motor one, rotate the spinning liquid of the porous spherical electrostatic spinning nozzle, and form two kinds of liquid film on the surface of the sphere and hole respectively; open the high-voltage generator, so that the liquid film on the spherical surface and hole surface respectively produces different fineness jet and jet pull. The curing is deposited on the receiving device to form nanofibers. The invention can prepare two or more kinds of nanofibers with diameter distribution without adjusting the spinning parameters of various spinning liquids, and can control the stacking structure of the nanofibers.
【技术实现步骤摘要】
一种分离控制电场多孔球形静电纺丝喷头及其纺丝方法
本专利技术涉及一种分离控制电场多孔球形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,单针头静电纺丝 ...
【技术保护点】
1.一种分离控制电场多孔球形静电纺丝喷头,其特征在于,包括多孔球形静电纺丝喷头(5),其为表面光滑的实心球体,其球面(12)上分布有多个孔(13);多孔球形静电纺丝喷头(5)通过传动轴(4)与电机一(3)连接,多孔球形静电纺丝喷头(5)的下部浸渍于储液槽(14)内的纺丝液(15)中,供液装置(17)通过蠕动泵(16)与储液槽(14)的底部连通;储液槽(14)外侧套有金属电场控制环(2),金属电场控制环(2)与高压发生器(1)的正极连接;多孔球形静电纺丝喷头(5)的上方设有接收装置。
【技术特征摘要】
1.一种分离控制电场多孔球形静电纺丝喷头,其特征在于,包括多孔球形静电纺丝喷头(5),其为表面光滑的实心球体,其球面(12)上分布有多个孔(13);多孔球形静电纺丝喷头(5)通过传动轴(4)与电机一(3)连接,多孔球形静电纺丝喷头(5)的下部浸渍于储液槽(14)内的纺丝液(15)中,供液装置(17)通过蠕动泵(16)与储液槽(14)的底部连通;储液槽(14)外侧套有金属电场控制环(2),金属电场控制环(2)与高压发生器(1)的正极连接;多孔球形静电纺丝喷头(5)的上方设有接收装置。2.如权利要求1所述的分离控制电场多孔球形静电纺丝喷头,其特征在于,所述实心球体的材质为聚四氟乙烯,其直径为30~250mm。3.如权利要求1所述的分离控制电场多孔球形静电纺丝喷头,其特征在于,所述孔(13)在球面(12)上均匀且对称分布,孔(13)的数量为1~800,其直径为1~12mm,深度为1~30mm。4.如权利要求1或3所述的分离控制电场多孔球形静电纺丝喷头,其特征在于,所述孔(13)于球面(12)处为向外缘延伸的倒角结构,倒角结构的深度为0~10mm。5.如权利要求1所述的分离控制电场多孔球形静电纺丝喷头,其特征在于,所述储液槽(2)的材质为聚四氟乙烯,其结构为底面直径40~300mm的圆柱体。6.如权利要求1所述的分离控制电场多孔球形静电纺丝喷头,其特征在于,所述金属电场控制环(2)与储液槽(14)外壁相贴合,金属电场控制环(2)的内径为40~300mm,壁厚为2~10mm,高为5~100mm;金属电场控制环(2)与多孔球形静电纺丝喷头(5)球心的相对高度可调,可调范围为0~100mm。7.如权利要求1所述的分离控制电场多孔球形静电纺丝喷头,其特征在于,所述高...
【专利技术属性】
技术研发人员:覃小红,熊健,王荣武,吴媛媛,
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
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