本发明专利技术公开了一种伸缩载液无针式静电纺丝装置，包括：静电纺丝喷液机构，其包括底座和金属喷头，所述底座中设置有容置槽，所述金属喷头的形状与所述容置槽的形状相匹配，所述金属喷头在控制开关的控制下打开而在所述容置槽内上下往复运动；供液机构，用以向所述静电纺丝喷液机构提供纺丝液体；纳米纤维收集机构,其位于所述静电纺丝喷液机构的上方，所述纳米纤维收集机构用以接收从所述静电纺丝喷液机构喷出的纺丝液并进行固化沉积；以及，高压发生器，用以缓慢增加电压至设定纺丝电压。本发明专利技术采用金属喷头和底座，金属喷头在底座内以上下往复运动的形式实现静电纺丝的载液过程，有利于长时间连续稳定纺丝，同时降低对静电纺丝供液精度的要求。电纺丝供液精度的要求。电纺丝供液精度的要求。
【技术实现步骤摘要】
一种伸缩载液无针式静电纺丝装置
[0001]本专利技术涉及纺丝
，特别涉及一种伸缩载液无针式静电纺丝装置及其使用方法。
技术介绍
[0002]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。如纳米纤维的比表面积约为微米纤维的比表面积的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，纳米纤维还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，静电纺丝加工技术已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。
[0003]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。
[0004]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。单针头静电纺丝装置还存在针头容易堵塞的问题，无法适应长时间连续稳定生产。
[0005]当前静电纺丝纳米纤维批量化制备装置国内外均有一些报道。中国专利201510278266.7公开了一种喷气辅助多针头静电纺丝装置，该装置可以提高单位时间内纳米纤维的产量，纺丝方向不受限，但是存在针头易堵塞的缺点。同时，针头的排列方式要考虑到施加高压静电后电场之间的相互影响，所以多针头静电纺丝装置的设计较为繁琐和复杂，难以实现批量化生产纤维直径分布可控的纳米纤维产品；
[0006]中国专利200710036447.4公开了一种喷气式静电纺丝装置，该装置通过在液槽底部通入气体在高聚物自由液面形成气泡，气泡在电场力作用下形成泰勒锥和多射流以提高纳米纤维产量，但气泡形成泰勒锥破裂的同时有许多形状大小不一的气泡碎片被电场力拉伸，造成纤维的直径分布较宽。
技术实现思路
[0007]为克服现有技术的不足，本专利技术公开了一种伸缩载液无针式静电纺丝装置。
[0008]为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0009]本专利技术公开了一种伸缩载液无针式静电纺丝装置，包括：
[0010]静电纺丝喷液机构，用以向上喷出纺丝液体，其中，所述静电纺丝喷液机构包括底座和金属喷头，所述底座中设置有容置槽，所述金属喷头的形状与所述容置槽的形状相匹配，所述金属喷头在控制开关的控制下打开而在所述容置槽内上下往复运动；
[0011]供液机构，用以向所述静电纺丝喷液机构提供纺丝液体，所述供液机构与所述容置槽的底部侧壁连通；
[0012]纳米纤维收集机构,其位于所述静电纺丝喷液机构的上方，所述纳米纤维收集机构用以接收从所述静电纺丝喷液机构喷出的纺丝液并进行固化沉积；以及，
[0013]高压发生器，用以缓慢增加电压至设定纺丝电压，所述金属喷头与所述高压发生器正极相连。
[0014]优选的，所述金属喷头整体呈十字形，所述容置槽为相对应的十字形槽。
[0015]进一步优选的，所述金属喷头的长度为40～400mm，所述金属喷头的线宽为1～10mm，且所述金属喷头的棱边均倒有半径0.2～5mm的圆角。
[0016]进一步优选的，所述金属喷头的顶部中心低且边缘高，形成相对于所述底座的水平端面5～45
°
的倾角。
[0017]进一步优选的，所述底座的顶部具有空心的倒圆锥形槽，所述倒圆锥形槽与所述十字形槽连通，当金属喷头向上运动高出所述十字形槽时，所述倒圆锥形槽能够包围所述金属喷头的上部。
[0018]优选的，所述底座采用聚四氟乙烯底座。
[0019]优选的，所述供液机构包括储液槽、导液管和绝缘供液泵，所述储液槽通过所述导液管和绝缘供液泵与所述容置槽的底部侧壁连通。
[0020]优选的，所述纳米纤维收集机构包括滚筒和驱动电机，所述驱动电机与所述滚筒连接，所述滚筒接地。
[0021]优选的，所述滚筒为金属圆柱滚筒，其直径为80mm～1200mm；和/或，所述驱动电机转速为0～100r/min。
[0022]优选的，所述高压发生器电压调节范围为0～100KV。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的至少具有以下优点：
[0024]本专利技术提供的伸缩载液无针式静电纺丝装置采用金属喷头和底座，金属喷头在底座内以上下往复运动的形式实现静电纺丝的载液过程，有利于长时间连续稳定纺丝，同时降低对静电纺丝供液精度的要求；
[0025]本专利技术提供的伸缩载液无针式静电纺丝装置所采用的金属喷头整体为十字线形，金属喷头的空间对称设计和金属喷头连续负载新纺丝液可以实现多射流持续空间对称拉伸，多射流激发位置和空间拉伸过程一致性高，可以实现直径窄分布纳米纤维的连续批量制备；
[0026]本专利技术提供的伸缩载液无针式静电纺丝装置操作起来简单易行，在能源、过滤、生物、医疗领域极具应用潜力；
[0027]本专利技术提供的伸缩载液无针式静电纺丝装置的结构简单合理，稳定性好，制造成本低廉。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0029]图1为本专利技术实施例所公开的一种伸缩载液无针式静电纺丝装置的结构示意图；
[0030]图2为本专利技术实施例所公开的静电纺丝喷液机构的结构示意图；
[0031]图3为本专利技术实施例所公开的静电纺丝喷液机构的主视图；
[0032]图4为本专利技术实施例所公开的静电纺丝喷液机构的俯视图；
[0033]图5为本专利技术实施例所公开的金属喷头的结构示意图；
[0034]图6为本专利技术实施例所公开的金属喷头的主视图；
[0035]图7为本专利技术实施例所公开的金属喷头的俯视图；
[0036]图8为本专利技术实施例所公开的底座的结构示意图；
[0037]图9为本专利技术实施例所公开的底座的主视图；
[0038]图10为本专利技术实施例所公开的底座的俯视图。
具体实施方式
[0039]下面结合实施例及附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0040]参见图1
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10所示，一种伸缩载液无针式静电纺丝装置，包括：
[0041]静电纺丝喷液机构，用以向上喷出纺丝液体本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种伸缩载液无针式静电纺丝装置，其特征在于：包括：静电纺丝喷液机构，用以向上喷出纺丝液体，其中，所述静电纺丝喷液机构包括底座和金属喷头，所述底座中设置有容置槽，所述金属喷头的形状与所述容置槽的形状相匹配，所述金属喷头在控制开关的控制下打开而在所述容置槽内上下往复运动；供液机构，用以向所述静电纺丝喷液机构提供纺丝液体，所述供液机构与所述容置槽的底部侧壁连通；纳米纤维收集机构,其位于所述静电纺丝喷液机构的上方，所述纳米纤维收集机构用以接收从所述静电纺丝喷液机构喷出的纺丝液并进行固化沉积；以及，高压发生器，用以缓慢增加电压至设定纺丝电压，所述金属喷头与所述高压发生器正极相连。2.根据权利要求1所述的一种伸缩载液无针式静电纺丝装置，其特征在于：所述金属喷头整体呈十字形，所述容置槽为相对应的十字形槽。3.根据权利要求2所述的一种伸缩载液无针式静电纺丝装置，其特征在于：所述金属喷头的长度为40～400mm，所述金属喷头的线宽为1～10mm，且所述金属喷头的棱边均倒有半径0.2～5mm的圆角。4.根据权利要求2所述的一种伸缩载液无针式静电纺丝装置，其特征在于：所述金属喷头的顶部中心低且边缘高，形成相对...
【专利技术属性】
技术研发人员：张红霞，张艳红，覃小红，
申请(专利权)人：威海魏桥科技工业园有限公司，
类型：发明
国别省市：
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