喇叭口型静电纺丝喷头制造技术

本发明专利技术公开了一种喇叭口型静电纺丝喷头，包括针头和供液装置两部分，针头为喇叭口型，针头出液口处的内径逐渐增大，并在出液口处形成喇叭口形状；供液装置包括供液泵，供液泵通过主供液管连接一进四出分配器，一进四出分配器通过液槽供液管连接液槽的供液口接口。本发明专利技术喷头可有效解决现有针头式喷头容易堵塞、效率低下以及清洗困难等弊端，克服敞开式喷头难以形成射流的缺点，实现了较小的面积内喷出较多的射流，在一定程度上提高了生产效率和聚合物溶液的利用率，提高静电纺丝的产量。提高静电纺丝的产量。提高静电纺丝的产量。

【技术实现步骤摘要】
喇叭口型静电纺丝喷头


[0001]本专利技术属于静电纺丝设备
，具体涉及一种喇叭口型静电纺丝喷头。

技术介绍

[0002]纳米纤维是指纤维直径介于几十纳米到几百纳米范围内的超细纤维，与普通纤维相比，纳米纤维具有比表面积高、孔隙率高等特性，由纳米纤维堆积而成的具有三维立体多孔结构的纳米纤维膜材料具有孔径小、孔隙率高、连通性好、堆积密度可控等优点，因此能够作为纳米科学和技术的基本构筑基元；而使用静电纺丝方法进行纳米纤维的生产，不但能够对纤维直径、纤维形貌、纤维结构进行调控，还能较容易地通过使用功能化聚合物或添加功能性化学物质来得到具有不同功能的功能性纳米纤维。由于该功能性纳米纤维具有众多的优异性能，因此目前已成功地应用到过滤、催化剂或酶载体、组织工程、药物释放、传感器、能源储存、纺织服装等领域中。
[0003]为了提高生产效率，现有的静电纺丝装置中通常设有多个喷丝针头，工作时，多个喷丝针头同时进行静电纺丝任务，由于各喷丝针头都带电，各带电的喷丝针头都会产生静电场，因此多个喷丝针头产生的多个静电场间会相互干扰，使得从喷丝针头喷出的纳米纤维无规则地弯曲排列，导致纺丝不均匀，纺丝的质量大打折扣；喷射时还会出现纳米纤维向外偏斜，从而无法被承接到接收基布上；且在湿度温度和电场的干扰下，易造成针头堵塞。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种喇叭口型静电纺丝喷头，解决了现有技术中存在的针头易堵塞、出丝不均匀的问题。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是，喇叭口型静电纺丝喷头，包括针头和供液装置两部分，针头为喇叭口型，针头出液口处的内径逐渐增大，并在出液口处形成喇叭口形状；供液装置包括供液泵，供液泵通过主供液管连接一进四出分配器，一进四出分配器通过液槽供液管连接液槽的供液口接口。
[0006]本专利技术的特点还在于：
[0007]针头的喇叭口粗端的内径D1为其细端内径D2的2.5～3倍，喇叭口的长度L为3mm～3.5mm。
[0008]一进四出分配器的出液口设置有流量调节阀。
[0009]液槽供液管、供液口接口和流量调节阀的数量均为若干个，且液槽供液管、供液口接口和流量调节阀的数量相等。
[0010]本专利技术的有益效果是：
[0011]本专利技术将静电纺丝装置原有的直型针头改造为喇叭口状，并对供液装置进行了改进。溶液在数控式供液装置的作用下，全部聚集在喇叭口型针头的顶端，由于其针头形状的特殊性以及溶液的粘性，溶液会在针头顶端聚集为一个椭圆形液珠。当静电纺丝设备开启后，在负电压的作用下，针头顶端的溶液出现泰勒椎体，纳米纤维旋转向负极吸附，形成纳
米纤维膜。本专利技术的喇叭口型静电纺丝喷头可显著提高静电纺丝纳米纤维的生成速度，提高生产率，纳米纤维数量较未改造前呈现多倍增长趋势，且纳米纤维更细，纳米纤维膜的透气性更高，细菌过滤效率更高。
附图说明
[0012]图1是本专利技术喇叭口型静电纺丝喷头的结构示意图；
[0013]图2是本专利技术喇叭口型静电纺丝喷头中针头的结构示意图；
[0014]图3是本专利技术喇叭口型静电纺丝喷头中供液装置的液槽流道示意图；
[0015]图4是本专利技术喇叭口型静电纺丝喷头中针头的尺寸示意图。
[0016]图中，1.针头，2.主供液管，3.液槽供液管，4.液槽，5.供液泵，6.一进四出分配器，7.流量调节阀，8.供液口接口。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0018]静电纺丝设备主要包括供液系统、纺丝头、高压电源和收放卷系统四大部分，其中纺丝头是一个比较重要的部件，其对纺丝的质量及生产效率都有比较大的影响，本专利技术即是对纺丝头进行改进。
[0019]本专利技术的喇叭口型静电纺丝喷头是将原有的直型针头改造为喇叭口型，并对配套的供液装置进行改进，结构如图1所示，本专利技术的喷头包括针头1和供液装置两部分，其中针头1的结构如图2所示，针头1为喇叭口型，针头1出液口处的内径逐渐增大，并在出液口处形成喇叭口形状。如图4所示，本专利技术针头1的喇叭口粗端的内径D1为其细端内径D2的2.5～3倍，喇叭口的长度L为3mm～3.5mm。如图1所示，供液装置包括供液泵5，供液泵5通过主供液管2连接一进四出分配器6，一进四出分配器6通过液槽供液管3连接液槽4的供液口接口8，以形成供液通道。一进四出分配器6的出液口设置有流量调节阀7。如图1和图3所示，液槽供液管3、供液口接口8和流量调节阀7的数量均为若干个，且液槽供液管3、供液口接口8和流量调节阀7的数量相等。本实施例中选择304针型阀作为流量调节阀7，且液槽供液管3、供液口接口8和304针型阀均设置为四个。
[0020]本专利技术静电纺丝喷头在使用时，纺丝溶液在供液泵5作用下，通过主供液管2推送至一进四出分配器6内，一进四出分配器6出液口连接有流量调节阀7，流量调节阀7控制与其相连接的液槽供液管3的溶液供给量，液槽供液管3与液槽供液口接口8相连形成供液通道。本专利技术的供液装置可对供液量进行调节，可针对本专利技术开口大、不易堵塞的喇叭口型针头调大供液量。当液槽4内的溶液从喇叭口针头1溢出后，针头顶端出现球状小液珠。开通电源后，在电场作用力下，喇叭口针头1尖端出现泰勒椎体，在负电极的吸附力下，数根细小纤维被拉伸在待纺基材上，当多组针头同时作用时，形成了一张密网，纳米纤维层也随之附着。
[0021]本专利技术的针头在使用时，电荷大多聚集在喇叭口型针头上端溶液的边缘弧面处，因而此处的电场力最容易克服纺丝溶液自身的表面张力而形成泰勒锥，向上抽出数百根甚至上千根射流，溶剂挥发后，通过负极板收集装置收集形成纳米纤维。
[0022]本专利技术对传统静电纺丝装置的直型针头进行了改进，采用的纺丝针头是敞开向上
式喇叭口型针头。与直型针头相比，喇叭口针头因其液珠出丝范围大，若在纺丝过程中一个泰勒椎体被堵塞，其周围其他部分也依旧会出丝，对纺丝工作不会造成影响。采用该针头进行纳米纤维的生产，避免了针头结构堵塞现象的发生，无需频繁更换和清洗针头，大大提高了生产效率，并且使用后容易清洗；使用该针头时，溶液处于动态流动状态，再加上针头的边缘处电场强度最大，可在同一电压作用下克服纺丝溶液的表面张力形成多根射流，增加了静电纺丝的产量，提高了喷头纺丝的稳定性，可实现纳米纤维的连续和规模化生产。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.喇叭口型静电纺丝喷头，包括针头(1)和供液装置两部分，其特征在于，所述针头(1)为喇叭口型，针头(1)出液口处的内径逐渐增大，并在出液口处形成喇叭口形状；所述供液装置包括供液泵(5)，供液泵(5)通过主供液管(2)连接一进四出分配器(6)，一进四出分配器(6)通过液槽供液管(3)连接液槽(4)的供液口接口(8)。2.根据权利要求1所述的喇叭口型静电纺丝喷头，其特征在于，所述针头(1)的喇叭口粗端...

【专利技术属性】
技术研发人员：张敏，李红博，李栋，赵伟，李文博，李金锁，李亚绪，李鑫，魏海峰，
申请(专利权)人：陕西容纳材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：