[發明專利]電紡制備聚合物納米纖維的電場管理系統

無效

• 申請號: 201310133847.2
• 申請日: 2013-04-16
• 公開（公告）號: CN103243396A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 張祿蓀;顧偲雯;汪國錦;周寅俊
• 申請（專利權）人: 常州市亞國新能源科技有限公司
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及靜電紡絲領域，具體涉及高壓靜電紡絲的電場管理系統。?

背景技術

高壓電場的管理本身就是復雜的系統，而在高壓靜電紡絲(也叫電紡)的過程中，極不均勻的高壓電場更加復雜，多參量的離散性和非線性控制，造成無法準確的建立穩定高壓靜電紡絲電場管理數學模型。?

目前的高壓靜電紡絲很多人都在研究，但是大部分都是在實驗室內的小規模研究，使用的噴頭(電紡噴管)數也只有1個，最多的也就幾十個，做的還不是很穩定，但都沒有提出有效的電場管理方案；?

電紡制備聚合物納米纖維的高壓電場的特點是電場不均勻，就是電場源很多，且相互干擾，控制參量多、離散耦合復雜和非線性；只有解決高壓靜電紡絲的高壓電場管理問題，才能解決高壓靜電紡絲的產業化。這里所說的產業化，主要是指能年產100萬平方米以上的連續進行高壓靜電紡絲的設備。?

發明內容

本發明針對上述現有技術中的不足，提供了電紡制備聚合物納米纖維的電場管理系統，該系統通過有限元的分析方法，將高壓靜電紡絲的高壓電場可控變為現實；具體的是通過解決高壓靜電紡絲過程中電紡噴管的紡頭對紡頭的電場干擾問題、溶液射流間的擾動問題以及纖維氈形成過程中納米纖維的自組織問題。?

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：電紡制備聚合物納米纖維的電場管理系統，包括至少兩個電紡噴管，還包括為電紡噴管提供能量的管理電容和為電紡噴管提供定向且自立的電場力能量的定向硅堆。?

上述每個管理電容的一端與高壓母線連接，每個管理電容同時與高壓回路地線連接，每個定向硅堆的一端與管理電容連接，每個定向硅堆的另一端與電紡噴管相連。?

進一步的是：上述的電場管理系統還包括使電紡噴管的噴射流周圍形成歸隊電場力的兩個歸隊執行板，每個歸隊執行板連接有定向硅堆，定向硅堆的另一端連接歸隊電容，歸隊電容連接在高壓回路地線上，歸隊電容同時還與大地連接。?

優選的是：上述歸隊執行板設置于端部的電紡噴管的兩側，歸隊執行板之間形成歸隊電場力。?

更進一步的是：上述的電場管理系統還包括控制所述電場噴管左右擺動進行填空掃描的填補措施。?

上述的管理電容和歸隊電容為電容器，所述的定向硅堆為二極管。?

本發明的有益效果是：?

1、通過為電紡噴管上連接定向硅堆和管理電容，使得電紡噴管的能量不可逆，為單個紡頭提供充足的、自立的電場力能量，解決了紡頭對紡頭的干擾問題，使得每個紡頭的電場能量可控；?

2、通過進一步設置用于使電紡噴管的噴射流周圍形成歸隊電場力的歸隊執行板，定向硅堆和歸隊電容，加大了噴射流周圍的定向電場力，使得噴射流的方向穩定可控；?

3、通過更進一步增加填補措施，使得利用本電場管理系統的纖維氈的均勻性大大提高，使得纖維束可控；?

綜上所述，本發明通過將電紡制備聚合物納米纖維的高壓電場通過有限元分析法逐步解決紡頭和紡頭干擾問題、溶液射流的擾動問題以及納米纖維自組織問題，使得整個高壓電場穩定可控，能進行連續生產，為高壓靜電紡絲的產業化提供了重要保障。?

附圖說明

圖1為本發明對電場噴管提供定向電場能量的電場管理結構圖；?

圖2為對圖1中的電場噴管的噴射流提供歸隊電場力的電場管理結構圖；?

圖3為未進行填補措施時纖維氈斷面厚度誤差曲線；?

圖4為進行填補措施后纖維氈斷面厚度誤差曲線。?

附圖標記說明：?

1-高壓回路地線，2-管理電容，3-定向硅堆，4-電紡噴管，5-歸隊電容，6-歸隊執行板。?

具體實施方式

下面結合附圖及實施例描述本發明具體實施方式：?

圖1示出了本發明的一個實施例，如圖所示，本電場管理系統基本的包括多個電紡噴管4，還包括為電紡噴管提供能量的管理電容2和為電紡噴管提供定向且自立的電場力能量的定向硅堆3；所述的管理電容為電容器，所述的定向硅堆可以理解為二極管；?

上述每個管理電容2的一端與高壓回路地線1連接，而每個管理電容的另一端與定向硅堆3的一端相連接的同時，并與電紡噴管4相連；此外，每個定向硅堆3的另一端與高壓母線連接。?

上述的電場管理系統，通過在高壓靜電紡絲過程中，針對紡頭對紡頭電場互相干擾情況，采取電場管理電容和定向硅堆等元器件，使能量不可逆，為單個紡頭提供充足的、自立的電場力能量。?