[發明專利]一種靜電紡絲噴射裝置

在審

• 申請號: 201710590611.X
• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN107142531A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 曾銳明;謝偉濤;黃楚云;黃佳旭;梁展揚;王晗
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 羅滿

技術領域

本發明涉及靜電紡絲技術領域，更進一步涉及一種靜電紡絲噴射裝置。

背景技術

靜電紡絲是高分子流體靜電霧化的特殊形式，靜電紡絲采用的是較高粘度的非牛頓流體，在高壓靜電發生器的作用下，噴絲裝置與接收裝置之間形成高壓靜電場，聚合物溶液在噴嘴處形成液滴并被充電，帶電液滴在電場力作用下在Taylor錐頂被加速，當電場力足夠大時，帶電液滴克服表面張力形成帶電射流，可以運行相當長的距離，帶電射流在靜電紡絲空間運行時，伴隨溶劑揮發、彎曲和拉伸，最終被接收裝置收集，固化形成纖維材料。

隨著納米技術的發展，靜電紡絲作為一種簡便有效的可生產納米纖維的新型加工技術，將在生物醫用材料、過濾及防護、催化、能源、光電、食品工程、化妝品等領域發揮巨大作用。

工業生產過程中，需要設置多根針式噴嘴同時噴射多條紡絲，以滿足大批量生產的要求。目前用于工業化生產的靜電紡絲裝置通常并排設置多組噴頭，各噴頭之間相互平行，但各噴頭之間形成的電場之間發生相互干擾，電場線并非沿噴頭的長度方向分布，因此噴頭所噴出的紡絲就會受到其他方向的分力，影響最終成品的質量。

發明內容

本發明提供一種靜電紡絲噴射裝置，使針式噴嘴的電場分布均勻一致，可提高紡絲的成品質量，具體方案如下：

一種靜電紡絲噴射裝置，包括柱狀的基座，所述基座至少包括頂面以及兩個側面，頂面與每個側面之間的夾角為鈍角，在頂面及兩個側面上分別設置針式噴嘴；所述針式噴嘴與各自所在的平面相互垂直，所述針式噴嘴設有出液通道，并連通于所述基座內的溶液腔；四個成組的所述針式噴嘴在水平面中的投影位于菱形的四個頂點，所述基座上沿長度方向設置多組構成菱形的所述針式噴嘴。

可選地，所述基座的截面為等腰梯形，梯形底角的角度為20～25度。

可選地，構成菱形的四個所述針式噴嘴中，在梯形的上底所在平面設置兩個，梯形的兩腰所在的平面上各自設置一個。

可選地，四個所述針式噴嘴與所述基座連接點的連線所構成菱形的銳角角度為60度；四個所述針式噴嘴關于所述基座梯形截面的中垂線對稱。

可選地，所述基座上由所述針式噴嘴連線構成的菱形中，相鄰兩個菱形的間距與菱形的邊長相等。

可選地，所述針式噴嘴的直徑為0.5～1.5mm，長度為10～20mm，每個所述針式噴嘴的尺寸相同；所述針式噴嘴的連線構成的菱形邊長為15～25mm。

可選地，所述基座的上表面距離收集裝置的間距為150～175mm；所述基座梯形截面的高為6～7mm。

可選地，所述基座、所述針式噴嘴和所述收集裝置均由銅制成，所述針式噴嘴處施加的電壓為20kV。

本發明提供了一種靜電紡絲噴射裝置，包括基座和針式噴嘴，針式噴嘴固定連接在基座上，針式噴嘴設有出液通道，并連通于基座內的溶液腔，溶液從基座進入針式噴嘴的出液通道，在電場力的引導向向外噴出，針式噴嘴的出液通道的管徑由下向上逐漸縮小，使溶液的噴射效果更好；基座為柱狀結構，至少包括一個頂面與兩個側面，針式噴嘴設置在此三個表面上，并且各針式噴嘴與各自所在的平面相互垂直；四個成組的針式噴嘴在水平面中的投影位于菱形的四個頂點，其連線可圍成菱形，基座上沿長度方向設置多組構成菱形的針式噴嘴，構成菱形的四個針式噴嘴關于基座頂面的中垂面對稱。

本發明中每四個針式噴嘴的投影連線構成一個菱形結構，相對于傳統的相互平行設置的噴嘴結構，在施加電壓后，各針式噴嘴所形成的電場發生相互影響，由于處于不同表面的針式噴嘴之間不相互平行，呈一定的夾角，在一定程度上可以抵消電場力在各針式噴嘴垂直方向上的分量，使電場力的合力沿各針式噴嘴的延伸方向，減小其他針式噴嘴對自身造成的影響，尖端電場的分布更加均勻，可以使紡絲在電場力的引導向沿長度方向運動，得到高質量的紡絲。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明靜電紡絲噴射裝置一種具體實施例的正視圖；

圖2為本發明靜電紡絲噴射裝置一種具體實施例的側視圖；

圖3為本發明靜電紡絲噴射裝置一種具體實施例的俯視圖；

圖4為本發明靜電紡絲噴射裝置一種具體結構得到的電場圖；

圖5A為平面上均勻等間距呈行列設置噴嘴的結構圖；