【技术实现步骤摘要】
本专利技术公开了一种气流辅助的多级静电场汇聚纺丝装置及方法，涉及静电纺丝。
技术介绍
1、静电丝纺是一种纳米制备技术，其利用静电力使高分子纤维溶液转化为直径在10-1000nm左右的超细纤维。因其具有制备装置简单、纤维直径可调节、尺寸一致性好以及能够制备具有高比强度和梯度结构的特点，被普遍认为是最有效的纳米纤维制备方法之一。
2、公开号为cn113417015a的中国专利技术专利公开了一种基于电场可控的多方位联动静电纺丝方法，其要点在于，静电纺丝的溶液经过喷头喷出后进入叠加电场中，生装置进行第三级调节，分别通过在喷头处和其它位置的三个叠加电场，作用在下落的电纺纤维上。此方法可在一定程度上控制射流的稳定性，但该装置结构复杂且多级叠加电场发生装置之间的主动电场可能存在相互干扰情况，对射流的稳定起到的作用有限，且在喷头出的叠加电场可能会影响“泰勒锥”的形成进而影响静电纺丝的正常进行。
3、公开号为cn113388899b的中国专利技术专利公开了一种磁透镜静电纺丝装置，其要点在于，用两个相互扣合的磁轭和在其二者之间的励磁线圈组成电磁透镜，由直流电源通过导线为励磁线圈供电产生磁聚焦效应，在磁场与电场的配合下完成静电纺丝。此方法在一定程度上会使得制备的纳米纤维更细、粗细更均匀，但该方法中磁透镜的位置相对固定，且磁场的产生可能会对纤维在接收装置上的收集产生影响。
4、但是现阶段生产的静电纺丝纤维膜很难满足要求并形成大规模的工业化生产,其主要原因之一就是针头至收集板间的不均匀高压电场中，难以对静电纺丝的射流进
技术实现思路
1、本专利技术针对上述
技术介绍
中的缺陷，提供一种气流辅助的多级静电场汇聚纺丝装置及方法，改善静电纺丝射流的稳定性，从而使静电纺丝更精确、更可控，所纺纤维性能更优。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种气流辅助的多级静电场汇聚纺丝装置，包括依次设计的：注射泵、多级纺丝汇聚装置和收集装置；
3、所述注射泵与针头的内针相连，所述针头的外管套连接辅助气体供给装置，且所述针头连接高压电源，收集装置接地连接；
4、所述多级纺丝汇聚装置包括：三个依次平行设置的带孔绝缘板，且由注射泵至收集装置侧绝缘板的开孔依次减小。
5、进一步的，所述针头与三个带孔绝缘板的开孔的圆心共线，若三个带孔绝缘板的开孔的圆心不共线，则偏心距不超过5mm。
6、进一步的，所述带孔绝缘板的孔径范围50～150mm。
7、进一步的，所述带孔绝缘板滑动连接在工作台上，所述工作台上开设滑槽，所述带孔绝缘板的底部连接滑块，滑块的两端滑动连接于滑槽内。
8、进一步的，当三个绝缘板所在平面相互不平行时，三者偏差角小于±1.5°。
9、进一步的，所述绝缘板两两之间的隔距相等，且隔距为25～75mm。
10、进一步的，所述带孔绝缘板可采用3240环氧树脂板或pp/pe板，所述带孔绝缘板厚度范围1.0～3.0mm。
11、进一步的，所述辅助气体供给装置气压为100～120ml/min。
12、一种基于上述气流辅助的多级静电场汇聚纺丝装置的纺丝方法，包括以步骤：
13、注射泵的芯层溶液选用质量浓度为18％的聚氨酯溶液；
14、针头的外管套所连接的辅助气体供给装置所提供的气压为110ml/min；高压电源电压设置为20kv，接收装置与针头间距离设置为15cm；
15、调整多级纺丝汇聚装置中三个带孔绝缘板的位置，初始隔距均设置为3cm，以注射泵一侧为该装置的起始端，绝缘板排列次序依次为150mm，100mm，50mm，孔径最大侧距针头3cm；
16、注射泵的推进的纺丝速度为50ml/h，在注射泵的推进下，芯层溶液于针头处被推出，在高压电场的作用下形成泰勒锥并射出带电射流，不稳定射流在壳层辅助气流的收束下，依次通过三个绝缘板的开孔，并在其表面逐步累积电荷直至形成稳定的电荷排布，稳定排布的电荷会形成法向电场，对带电射流作用法向电场力，使射流变得稳定，最终得到直径为100～200nm的电纺纤维。
17、有益效果：
18、本专利技术通过设置导向工作台，工作台可独立调节三个绝缘板的水平位置，可根据不同孔径组合调节绝缘板间相应的隔距，方便产品汇聚，提升产品的品质。
19、本专利技术设置辅助气流提升纺丝液的流出的稳定性，首先，设置在针头外壳层的辅助气流流速高于内层纺丝液的流出速度且流出稳定、方向性强，在纺丝液于针头处形成泰勒锥时对其起到稳定作用；其次，在纺丝初始阶段，绝缘板开孔处电荷为完成稳定分布时，辅助气流会对射流起到导向作用，使带电射流收束从绝缘板的开孔内部通过，减轻不稳定电场对带电射流排斥而产生的影响，使更多的带电射流收束至绝缘板的开孔内部通过，减少损耗。
20、本专利技术通过设置多级纺丝汇聚装置，三个绝缘板的开孔孔径依次减小，使得带电射流初始进入装置时的通过半径足够大且使带电射流所受的法向电场力依次增大，在保证产量的同时使拉伸充分并对带电射流有足够的拉伸效果。
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1.一种气流辅助的多级静电场汇聚纺丝装置，其特征在于，包括依次设计的：注射泵(1)、多级纺丝汇聚装置(6)和收集装置(9)；
2.根据权利要求1所述的气流辅助的多级静电场汇聚纺丝装置，其特征在于，所述针头(2)与三个带孔绝缘板(5)的开孔的圆心共线，若三个带孔绝缘板(5)的开孔的圆心不共线，则偏心距不超过5mm。
3.根据权利要求1所述的气流辅助的多级静电场汇聚纺丝装置，其特征在于，所述带孔绝缘板的孔径范围50～150mm。
4.根据权利要求1所述的气流辅助的多级静电场汇聚纺丝装置，其特征在于，所述带孔绝缘板(5)滑动连接在工作台(7)上，所述工作台(7)上开设滑槽，所述带孔绝缘板(5)的底部连接滑块，滑块的两端滑动连接于滑槽内。
5.根据权利要求1所述的气流辅助的多级静电场汇聚纺丝装置，其特征在于，当三个绝缘板(1)所在平面相互不平行时，三者偏差角小于±1.5°。
6.根据权利要求1所述的气流辅助的多级静电场汇聚纺丝装置，其特征在于，所述绝缘板(1)两两之间的隔距相等，且隔距为25～75mm。
7.根据权利
8.根据权利要求1所述的气流辅助的多级静电场汇聚纺丝装置，其特征在于，所述辅助气体供给装置(3)气压为100～120ml/min。
9.一种基于权利要求1～8任一项所述的气流辅助的多级静电场汇聚纺丝装置的纺丝方法，其特征在于，包括以步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种气流辅助的多级静电场汇聚纺丝装置，其特征在于，包括依次设计的：注射泵(1)、多级纺丝汇聚装置(6)和收集装置(9)；
2.根据权利要求1所述的气流辅助的多级静电场汇聚纺丝装置，其特征在于，所述针头(2)与三个带孔绝缘板(5)的开孔的圆心共线，若三个带孔绝缘板(5)的开孔的圆心不共线，则偏心距不超过5mm。
3.根据权利要求1所述的气流辅助的多级静电场汇聚纺丝装置，其特征在于，所述带孔绝缘板的孔径范围50～150mm。
4.根据权利要求1所述的气流辅助的多级静电场汇聚纺丝装置，其特征在于，所述带孔绝缘板(5)滑动连接在工作台(7)上，所述工作台(7)上开设滑槽，所述带孔绝缘板(5)的底部连接滑块，滑块的两端滑动连接于滑槽内。
5.根据权利要求1所述的...
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