【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种提高纺丝溶液均匀度和分散度的静电纺丝装置，属于静电纺丝。
技术介绍
1、静电纺丝是一种常见的纺织加工技术，通过在电场作用下将聚合物溶液或熔融聚合物快速拉伸并凝固，形成纳米纤维或微纤维。静电纺丝技术制备的纳米纤维具有许多优点，首先纤维直径可在纳米至微米尺度范围内调控，具有高比表面积和特定的物理、化学性质；其次，纤维形态细长，具有柔性和高拉伸强度，适用于众多应用；再次，纤维多孔结构和尺寸分布可调，提供了超高的孔隙度和过滤性能。此外，静电纺丝技术还具有易操作、高效率、低成本等优势。
2、近年来对静电纺丝技术的研究不断深入，不仅在基础理论上取得进展，还在纺丝装置和工艺参数的改进方面取得了突破，但常常面临溶液均匀度差、纤维分散性差和纤维尺寸不均匀等问题。在静电纺丝过程中，纤维是由溶液中的聚合物分子拉伸形成的，然而由于分子之间的吸引力，聚合物分子往往会聚集在一起形成聚焦体或凝胶，导致上述问题产生，这种吸引力主要源于聚合物分子之间的相互作用力，如范德华力、氢键和静电作用力等。此外，溶液中的其他因素，如溶剂类型、溶液浓度、溶剂极性等，也会对聚合物分子的相互作用产生影响，不同的溶剂和溶液条件可能会引起不同的聚集行为，进而影响溶液的均匀度和分散性。由于静电纺丝装置中使用的针头直径是固定的，难以调节，纺丝溶液中的聚合物分子的集聚便在很大程度上限制了纤维尺寸的均匀性控制。
3、为了解决纺丝溶液均匀度和分散性差，以及纤维尺寸不均匀的问题，当前国内外研究者们采用了多种方法，一种常见的方法是在纺丝溶液中添加表面活性剂
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种提高纺丝溶液均匀度和分散度的静电纺丝方法，其通过超声波振动发生器辅助装置产生的超声波对纺丝液的持续作用，提高纺丝溶液均匀度和分散度，且不会对静电纺丝过程产生负面影响。
2、为了解决上述问题，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种提高纺丝溶液均匀度和分散度的静电纺丝装置，其包括超声波振动发生器、用于储存和注射纺丝液的注射器，用于收集纺丝的集纤器及高压电源，所述高压电源正、负极分别与注射器的针头、集纤器连接；所述超声波振动发生器与注射器内的纺丝液连接。
4、优选地，所述振动传导装置与注射器的连接处靠近针头。超声波是由超声波振动发生器控制振动传导装置产生，振动传导装置产生的超声波不接触所述的注射器本身，直接作用于纺丝溶液。
5、优选地，所述振动传导装置与注射器之间设有密封圈。
6、优选地，所述密封圈的材质为橡胶，其截面为中间窄、两头宽的工字形，中间部分的长度为0.8～1.2mm。
7、优选地，所述集纤器的材质为导电金属，其主体形状为空心圆柱体，该圆柱体靠近针头的一侧设有缺口。
8、更优选地，所述集纤器的材质为铝；所述圆柱体的底圆半径为10～15cm，高为40～50cm。
9、优选地，所述注射器与集纤器之间设有定向器。通过定向器和集纤器辅助收集，该装置可以实现制备和收集定向优质纤维的目的。
10、更优选地，所述定向器的材质为导电金属，形状为正方形，定向器上设有孔，孔的数量和直径根据所要制备的纤维尺寸确定。
11、更优选地，将所述纺丝溶液放置在注射器内，启动超声波振动发生器，纺丝液在超声波的作用下分散均匀且不易团聚，随着推进泵的运行推进注射器，纺丝液从针头喷出在高压静电场的作用下被拉伸成纳米纤维，随后经过定向器进行辅助定向排列，最后被收集在集纤器中。
12、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
13、1、本专利技术提供的一种提高纺丝溶液均匀度和分散度的静电纺丝方法，通过超声波对纺丝液的持续作用，可以帮助更好地将溶质分散在溶剂中，提高纺丝溶液的均匀度和分散度。这有助于实现制备均匀纤维的要求。
14、2、现有的静电纺丝装置在纤维溶液的流动性方面可能存在一定的局限性，而本专利技术的超声波辅助可以有效改善纤维溶液的流动性，使得纤维更容易顺利地喷出，提高纤维的产量和生产效率。
15、3、超声波作用于纺丝液可以减小纤维之间的摩擦力和表面张力，使得纤维在喷射过程中更容易流动和分离。相比现有的静电纺丝装置，这可以降低纤维的断裂和团聚的可能性，提高纤维产量和质量。
16、4、本专利技术的方法所使用的静电纺丝装置包括定向器和集纤器，定向器不仅可以控制纤维方向，还可以调节纤维的形态，通过优化定向器的设计和调节，可以减少纤维的断裂、交叉和偏离等问题，从而提高纤维质量。
17、5、集纤器的设计与使用使得纺丝产物可以被有效地收集和固定。集纤器相当于一个收纳箱，它能够在静电纺丝过程中将纤维集中在一个特定区域，可以提高纤维的收集效率，避免纤维的浪费和环境污染。
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1.一种提高纺丝溶液均匀度和分散度的静电纺丝装置，其特征在于，包括超声波振动发生器(1)、用于储存和注射纺丝液的注射器(4)，用于收集纺丝的集纤器及高压电源(5)，所述高压电源(5)正、负极分别与注射器(4)的针头、集纤器(7)连接；所述超声波振动发生器(1)与注射器(4)内的纺丝液连接。
2.如权利要求1所述的提高纺丝溶液均匀度和分散度的静电纺丝装置，其特征在于，所述振动传导装置(2)与注射器(4)的连接处靠近针头。
3.如权利要求1所述的提高纺丝溶液均匀度和分散度的静电纺丝装置，其特征在于，所述振动传导装置(2)与注射器(4)之间设有密封圈(3)。
4.如权利要求1所述的提高纺丝溶液均匀度和分散度的静电纺丝装置，其特征在于，所述密封圈(3)的材质为橡胶，其截面为中间窄、两头宽的工字形，中间部分的长度为0.8～1.2mm。
5.如权利要求1所述的提高纺丝溶液均匀度和分散度的静电纺丝装置，其特征在于，所述集纤器(7)的材质为导电金属，其主体形状为空心圆柱体，该圆柱体靠近针头的一侧设有缺口。
6.如权利要求5所述的提高纺丝
7.如权利要求1-6任一项所述的提高纺丝溶液均匀度和分散度的静电纺丝装置，其特征在于，所述注射器(4)与集纤器(7)之间设有定向器(6)。
8.如权利要求7所述的提高纺丝溶液均匀度和分散度的静电纺丝装置，其特征在于，所述定向器(6)的材质为导电金属，形状为正方形，定向器(6)上设有孔，孔的数量和直径根据所要制备的纤维尺寸确定。
9.如权利要求7所述的提高纺丝溶液均匀度和分散度的静电纺丝装置，其特征在于，将所述纺丝溶液放置在注射器(4)内，启动超声波振动发生器(1)，纺丝液在超声波的作用下分散均匀且不易团聚，随着推进泵的运行推进注射器(4)，纺丝液从针头喷出在高压静电场的作用下被拉伸成纳米纤维，随后经过定向器进(6)行辅助定向排列，最后被收集在集纤器(7)中。
...【技术特征摘要】
1.一种提高纺丝溶液均匀度和分散度的静电纺丝装置，其特征在于，包括超声波振动发生器(1)、用于储存和注射纺丝液的注射器(4)，用于收集纺丝的集纤器及高压电源(5)，所述高压电源(5)正、负极分别与注射器(4)的针头、集纤器(7)连接；所述超声波振动发生器(1)与注射器(4)内的纺丝液连接。
2.如权利要求1所述的提高纺丝溶液均匀度和分散度的静电纺丝装置，其特征在于，所述振动传导装置(2)与注射器(4)的连接处靠近针头。
3.如权利要求1所述的提高纺丝溶液均匀度和分散度的静电纺丝装置，其特征在于，所述振动传导装置(2)与注射器(4)之间设有密封圈(3)。
4.如权利要求1所述的提高纺丝溶液均匀度和分散度的静电纺丝装置，其特征在于，所述密封圈(3)的材质为橡胶，其截面为中间窄、两头宽的工字形，中间部分的长度为0.8～1.2mm。
5.如权利要求1所述的提高纺丝溶液均匀度和分散度的静电纺丝装置，其特征在于，所述集纤器(7)的材质为导电金属，其主体形状为空心圆柱体...
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