一种离心静电纺丝装置制造方法及图纸

本申请提供一种离心静电纺丝装置，涉及静电纺丝装置领域。离心静电纺丝装置包括：出丝电极、环状的接收电极、驱动机构以及高压发生器。出丝电极具有底壁以及环状的周壁，底壁与周壁的底端连接以形成用于容置纺丝液的容置槽，周壁设有气阀接口、多个出丝孔、以及与多个出丝孔对应的多个气孔，出丝孔的两端分别贯穿周壁的内表面以及外表面，气孔有间隙的环设于对应的出丝孔的周向，且气孔的一端贯穿周壁的外表面，另一端位于周壁内且与气阀接口连通。接收电极环设于出丝电极的周向，接收电极具有用于接收出丝电极输出的纤维的内环面。利用旋转离心、静电场以及气流喷射的综合作用，有效增加了纺丝效率的同时避免发生挂丝现象。增加了纺丝效率的同时避免发生挂丝现象。增加了纺丝效率的同时避免发生挂丝现象。

【技术实现步骤摘要】
一种离心静电纺丝装置


[0001]本申请涉及静电纺丝装置领域，具体而言，涉及一种离心静电纺丝装置。

技术介绍

[0002]静电纺丝技术是一种常见的纳米纤维的生产方法。纺丝液在电场力的作用下形成泰勒锥，然后持续拉伸成直径为100至500纳米的纤维，最后被带静电的金属收集器收集并形成纳米纤维薄膜。
[0003]近年来，随着纳米技术的不断发展，具备一定厚度的纳米纤维毡凭借其特殊的三维网状结构，在细胞生物工程与超级电容容器等领域得到了广泛关注。目前常采用旋转离心静电纺丝法制备纳米纤维毡。该方法工作时通过使出丝针头旋转，在电场和离心双重作用下针头内的溶液更容易形成泰勒锥并持续拉伸从而形成纳米纤维吸附在收集器内层表面。但由于离心力较难精准控制且纳米纤维出丝量太大，离心法静电纺丝出丝不均匀容易产生挂丝的问题，从而引起纳米纤维毡生产和收集效率下降的问题。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的在于提供一种离心静电纺丝装置，其能够改善现有的出丝电极在静电纺丝时容易挂丝，导致纳米纤维毡生产及收集效率低的技术问题。
[0005]本申请实施例提供一种离心静电纺丝装置，其包括：出丝电极、环状的接收电极、驱动机构以及高压发生器。
[0006]出丝电极具有底壁以及环状的周壁，底壁与周壁的底端连接以形成用于容置纺丝液的容置槽，周壁设有气阀接口、多个出丝孔、以及与多个出丝孔对应的多个气孔，出丝孔的两端分别贯穿周壁的内表面以及外表面，气孔有间隙的环设于对应的出丝孔的周向，且气孔的一端贯穿周壁的外表面，另一端位于周壁内且与气阀接口连通。
[0007]接收电极环设于出丝电极的周向，接收电极具有用于接收出丝电极输出的纤维的内环面，内环面与出丝电极的外表面存在间隙。
[0008]驱动机构与底壁绝缘连接并驱动出丝电极绕其轴线旋转。
[0009]高压发生器的正极与出丝电极电连接，高压发生器的负极与接收电极电连接。
[0010]在上述实现过程中，采用杯状的出丝电极和环状的接收电极配合，且出丝电极的周壁设有多个出丝孔，多个出丝孔的设置可避免纳米纤维出丝量太大，每个出丝孔的两端分别贯穿周壁的内表面以及外表面，因此采用驱动机构驱动出丝电极绕其轴线旋转时，位于容置槽内的纺丝液在离心力的作用下可经多个出丝孔均匀甩出，并且被电场力拉伸成丝状纤维，在静电场的作用下吸附在接收电极的内环面上。同时在静电纺丝过程中经气阀接口通入压缩气体，压缩空气自气孔喷出，由于气孔有间隙的环设于对应的出丝孔的周向，因此能够利用气流喷射进一步辅助甩出的纺丝液拉伸成丝状纤维，同时利用气流喷射的作用使其向内环面输送以吸附于内环面，可进一步提高出丝效率以及收集效率，有效降低出丝电极挂丝。
[0011]也即是，本申请提供的离心静电纺丝装置，利用旋转离心、静电场以及气流喷射的综合作用，使得纳米级丝状纤维更有效率地吸附在内环面上，形成蓬松的且具有一定厚度的纳米纤维毡，不仅有效增加了纺丝效率，同时避免挂丝，从而提高了纳米纤维毡在实际生产中的产出效率。
[0012]在一种可能的实施方案中，出丝电极的轴线与接收电极的轴线重合。
[0013]在上述实现过程中，出丝电极的轴线与接收电极的轴线重合，因此在旋转过程中，有利于获得厚度均匀的纳米纤维毡。
[0014]在一种可能的实施方案中，出丝孔的轴线与对应的气孔的轴线重合。
[0015]在上述实现过程中，利用出丝孔的轴线与对应的气孔的轴线重合，可使出丝孔甩出的纺丝液射流保持原有的运动方向，避免气流对纺丝液射流运动方向改变可能导致的挂丝现象。
[0016]在一种可能的实施方案中，出丝孔的直径为0.5mm
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2mm。
[0017]在上述实现过程中，上述直径范围内有利于获得纳米级直径的纤维。
[0018]在一种可能的实施方案中，周壁沿周向设有间隔布置的多列气孔组，每列气孔组具有沿出丝电极的轴向间隔布置的多个气孔；其中，任意相邻的两列气孔组中的气孔交错布置。
[0019]在上述实现过程中，利用任意相邻的两列气孔组中的气孔交错布置，不仅可提高周壁的利用率，还可使位于同一水平面的多个气孔之间的间距较大，避免位于同一水平面的多个气孔间距较小可能导致的出丝黏连，从而获得均匀分布的纳米纤维毡。
[0020]在一种可能的实施方案中，每列气孔组中，任意相邻的两个出丝孔之间的间距为10mm
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50mm。
[0021]在上述实现过程中，有利于均匀出丝，以提高纺丝效率。
[0022]在一种可能的实施方案中，间隙在径向的距离为50mm
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600mm。
[0023]在上述实现过程中，内环面与出丝电极的外表面之间的距离为50mm
‑
600mm，可实现更好的纺丝效果。
[0024]在一种可能的实施方案中，接收电极的内环面的直径为100mm
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4000mm，接收电极的厚度为5mm
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50mm，接收电极沿其轴向的高度为100mm
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2000mm。
[0025]在一种可能的实施方案中，周壁具有伸出接收电极的顶端，气阀接口位于顶端的外表面，顶端的外表面设有安装部，离心静电纺丝装置还包括设置于安装部的气泵，气泵的出气口与气阀接口连通。
[0026]在上述实现过程中，利用气泵的出气口与气阀接口连通，以向气阀接口输送高压空气。
[0027]在一种可能的实施方案中，离心静电纺丝装置还包括推注器以及导管，推注器具有供液腔以及推注活塞，供液腔用于容置纺丝液，供液腔具有用于与导管连通的液体出入口，导管的出液端悬垂于出丝电极的上方，推注活塞可滑动地设置于供液腔内，以将纺丝液推注至导管内。
[0028]在上述实现过程中，由于导管出液端悬垂于出丝电极的上方，因此利用推注器可将纺丝液推注至导管，并经导管的出液端注入容置槽内。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0030]图1为本申请实施例1提供的离心静电纺丝装置的结构示意图；
[0031]图2为本申请实施例1提供的出丝电极的结构示意图；
[0032]图3为图2中A
‑
A向剖面示意图。
[0033]图标：10
‑
离心静电纺丝装置；100
‑
出丝电极；101
‑
底壁；102
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周壁；103
‑
顶端；104
‑
容置槽；105
‑
出丝孔；106
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气孔；107
‑
气阀；108
‑
安装部；109
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离心静电纺丝装置，其特征在于，包括：出丝电极，具有底壁以及环状的周壁，所述底壁与所述周壁的底端连接以形成用于容置纺丝液的容置槽，所述周壁设有气阀接口、多个出丝孔、以及与所述多个出丝孔对应的多个气孔，所述出丝孔的两端分别贯穿所述周壁的内表面以及外表面，所述气孔有间隙的环设于对应的所述出丝孔的周向，所述气孔的一端贯穿所述周壁的外表面，另一端位于所述周壁内且与所述气阀接口连通；环状的接收电极，环设于所述出丝电极的周向，所述接收电极具有用于接收所述出丝电极输出的纤维的内环面，所述内环面与所述出丝电极的外表面存在间隙；驱动机构，与所述底壁绝缘连接并驱动所述出丝电极绕其轴线旋转；以及高压发生器，所述高压发生器的正极与所述出丝电极电连接，所述高压发生器的负极与所述接收电极电连接。2.根据权利要求1所述的离心静电纺丝装置，其特征在于，所述出丝电极的轴线与所述接收电极的轴线重合，且所述出丝电极的轴线竖向延伸。3.根据权利要求1所述的离心静电纺丝装置，其特征在于，所述出丝孔的轴线与对应的所述气孔的轴线重合。4.根据权利要求1所述的离心静电纺丝装置，其特征在于，所述出丝孔的直径为0.5mm
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2mm。5.根据权利要求1所述的离心静电纺丝装置，其特征在于，所述周壁沿周向设有间隔布置的多列气孔组，每列气孔组具有沿所述出丝电极的轴向间隔布置的多个气孔；其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：苑甫，于杰，蒋涛，
申请(专利权)人：松山湖材料实验室，
类型：发明
国别省市：