[發明專利]一種可用于大批量生產納米纖維的自吸靜電紡絲裝置

無效

• 申請號: 201110229737.7
• 申請日: 2011-08-11
• 公開（公告）號: CN102383204A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 柏自奎;許杰;徐衛林;肖仕麗;葉汶祥;楊紅軍;劉欣;梁桂杰;崔衛鋼
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00;D01D13/00;D01D4/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種納米纖維的靜電紡絲裝置，尤其是一種可大批量生產納米纖維的自吸靜電紡絲裝置。屬于紡織機械領域。

技術背景

目前廣泛使用的靜電紡納米纖維的裝置有很多種：單噴頭或多噴頭針筒式、振動靜電紡絲裝置(專利號：CN100516321C)；氣泡靜電紡絲裝置(專利號：CN100503905C)，旋轉線圈式(Xin?Wang，Haitao?Niu，Tong?Lin，Xungai?Wang，Wire?Coil?eedleless?Electrospinning?of?Polymer?Nanofibers，International?Conference?on?Fibrous?Materials?2009，Shanghai，P.R.China)，磁流體靜電紡絲裝置。

無論是單噴頭或多噴頭針筒式紡絲方法，由于噴孔直徑小，存在紡絲效率和產量低下，噴絲孔易堵且清洗困難，無法滿足大批量生產和產品應用的要求等缺陷，同時需另加噴頭紡絲液的推泵。振動靜電紡絲裝置，氣泡靜電紡絲裝置，旋轉線圈式和磁流體靜電紡絲裝置隨無需噴頭，紡絲效率和產量有一定的提高，但分別需要大功率的超聲振動設備，連續工作的氣泵，線圈旋轉的驅動裝置和擾動磁場發生器，共同的缺陷是增加了設備，增大了能耗，紡絲效率和產量也有待進一步提高。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明的目的是要解決現有靜電紡絲裝置存在的不足或缺陷，提供一種既可用于大批量生產納米纖維，又可簡化裝置降低能耗的自吸靜電紡絲裝置。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種可用于大批量生產納米纖維的自吸靜電紡絲裝置，自吸靜電紡絲裝置由存放紡絲溶液或熔體的貯液池、高壓靜電發生器、納米纖維的接收裝置與傳送裝置，自吸噴頭組成，所述自吸噴頭為一組以上，自吸噴頭均勻排列，垂直固定在貯液池內的紡絲溶液或熔體中，自吸噴頭通過電極線與高壓靜電發生器相連，接收極板通過接地電極接地形成負極，與自吸噴頭上端面的紡絲溶液或熔體的液面之間形成靜電場，自吸噴頭露出紡絲溶液或熔體面的高度小于或等于紡絲溶液或熔體在自吸噴頭中能上升的高度。

所述的自吸噴頭為管狀物或兩塊平行板組成的狹縫，自吸噴頭采用金屬或導電材料，管狀物的內直徑為0.1-2mm，兩塊平行板組成的狹縫寬度為0.1-2mm?。

由于采用了以上技術方案，本發明的自吸靜電紡絲裝置中自吸噴頭采用毛細管的原理，利用自吸噴頭的浸潤毛細作用力使自吸噴頭中紡絲溶液或熔體的液面上升，在自吸噴頭上端面上紡絲溶液或熔體的液面與接收極板之間形成局部強電場，實現靜電紡。自吸噴頭固定于存放紡絲溶液或熔體的貯液池中，自吸噴頭的上端低于貯液池的上沿高度，自吸噴頭的結構、材料特征與紡絲溶液或熔體一定時，紡絲溶液或熔體在自吸噴頭中由于毛細作用能上升的高度是一定的，而紡絲溶液或熔體在自吸噴頭中由于毛細作用能上升的高度也因自吸噴頭的結構、材料特征與紡絲溶液或熔體的特性而變化，通過控制貯液池中紡絲溶液或熔體的量來控制貯液池中的液面高度，使自吸噴頭露出紡絲溶液或熔體面的高度小于或等于紡絲溶液或熔體在自吸噴頭中能上升的高度，就實現了紡絲溶液或熔體注滿自吸噴頭，同時自吸噴頭采用金屬或導電材料制備，自吸噴頭通過電極線與高壓靜電發生器相連，接收極板通過接地電極接地形成負極，與自吸噴頭上端面的紡絲溶液或熔體的液面之間形成靜電場，實現靜電紡，有效的消除了現有噴頭式靜電紡紡絲液由推泵控制，較難以實現紡絲液的推出量與靜電紡的速度一致，使得噴絲孔頻繁被堵，需頻繁更換或清洗噴絲孔，

自吸噴頭為管狀物或兩塊平行板組成的狹縫，自吸噴頭與紡絲溶液或熔體之間的毛細作用力自動補充紡絲溶液或熔體，自吸噴頭不易堵塞，自吸噴頭采用兩塊平行板組成的狹縫時，兩塊平行板組成的狹縫間距可調，清洗方便，自吸噴頭為一組以上，均勻排列，生產效率高，可以實現納米纖維的大批量生產，同時，相比振動靜電紡絲裝置，氣泡靜電紡絲裝置，旋轉線圈式和磁流體靜電紡絲裝置的無噴頭靜電紡絲，減少了設備，降低了能耗。

附圖說明

圖1為本發明的工作原理示意圖

圖2為自吸噴頭位于紡絲溶液或熔體中的示意圖

圖3為自吸噴頭為管狀物在紡絲溶液或熔體中的俯視圖

圖4為自吸噴頭為兩塊平行板組成的狹縫在紡絲溶液或熔體中的俯視圖

圖5為本發明的靜電紡絲裝置制備的聚乙烯醇納米纖維的掃描電鏡圖

具體實施方式