[發明專利]環形靜電噴絲機構以及靜電噴絲裝置

有效

• 申請號: 201710983903.X
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107523887B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 辛斌杰;徐聞龍;孟想;鄭元生;陳卓明;劉巖;林蘭天;劉吉娜
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

本發明涉及靜電紡絲設備領域，提供了一種用于靜電紡絲設備的環形靜電噴絲機構以及包含該靜電噴絲機構的靜電噴絲裝置。本發明提供的環形靜電噴絲機構包括：n個相互獨立的噴絲單元，與靜電紡絲設備的高壓直流電源的正極相連，用于將紡絲液噴絲形成纖維；以及p個預處理單元，用于將纖維固化處理，n個噴絲單元和p個預處理單元環形閉合設置形成中空腔，噴絲單元朝向中空腔的一側設置有至少一個噴絲孔，n和p均為大于或等于1的自然數。本發明提供的環形靜電噴絲裝置包括：上述的環形靜電噴絲機構；以及噴絲接收器，具有接收導線，該接收導線與靜電紡絲設備的高壓直流電源的負極相連，接收導線從中空腔內穿過，用于接收并轉移纖維。

技術領域

本發明涉及靜電紡絲設備領域，具體涉及一種環形靜電噴絲機構以及包含該靜電噴絲機構的靜電噴絲裝置。

背景技術

靜電紡絲是一種用靜電場把高分子溶液或熔體制備成納米級或微米級尺寸纖維的紡絲技術，其基本原理為：在靜電產生裝置的作用下，電紡液噴絲裝置和電紡纖維接收裝置之間形成高壓靜電場，紡絲液在噴嘴處形成液滴并被充電，帶電液滴在電場力的作用下被加速，當電場力足夠大時，帶電液滴克服表面張力形成帶電射流，帶電射流在靜電紡絲空間運行時，伴隨著溶劑的揮發而逐漸凝固，最終被接收裝置收集，形成隨機排列的纖維材料。

靜電紡絲可以將大多數的高分子聚合物制備成納米級或微米級纖維，該種纖維具有直徑小、比表面積大等優異性能。取向靜電紡纖維還具有優異的光學和電學特性。此外，靜電紡納米纖維紗線提高了納米纖維束的力學性能，使其可以通過機織、針織等進行二次加工。近年來，靜電紡纖維已廣泛應用于仿生、組織工程、服裝、軍工等領域，并獲得了快速發展。

中國發明專利CN104831434B公開了一種剪切式牽伸靜電紡直紡微米紗裝置，利用喇叭噴頭的邊緣與靜電場結合的方式形成液膜的分裂成絲，并利用錐筒的旋轉剪切對納米絲束實施加捻成紗。該裝置雖然可以實現單絲納米化和高強度的紡絲以及加捻匯聚成紗，但無法實現大規模的工業化生產，對噴頭的要求也非常高。

隨著纖維多樣化的發展，靜電紡絲設備也更加多樣化，多噴頭靜電紡絲設備也可以實現大規模的生產靜電紡纖維，也可以調整接收材料具有特定圖案，使其具有更多方面的應用。但是，由于不同的聚合物需使用不同的噴頭，現有的多噴頭靜電紡絲設備的機頭更換較為不方便，在大批量生產時也難以實時調整，無法勝任多樣化生產的需求。

發明內容

針對上述現有技術的缺點或不足，本發明要解決的技術問題是提供一種環形靜電噴絲機構以及包含該靜電噴絲機構的靜電噴絲裝置。

為解決上述技術問題，本發明采用了如下技術方案：

本發明提供了一種環形靜電噴絲機構，用于靜電紡絲設備，其特征在于，包括：n個相互獨立的噴絲單元，與靜電紡絲設備的高壓直流電源的正極相連，用于將紡絲液噴絲形成纖維；以及p個預處理單元，用于將纖維固化處理，其中，n個噴絲單元和p個預處理單元環形閉合設置形成中空腔，噴絲單元朝向中空腔的一側設置有至少一個噴絲孔，n和p均為大于或等于1的自然數。

本發明提供的環形靜電噴絲機構，還可以具有這樣的特征：其中，噴絲單元包括：噴絲箱，呈扇形柱體狀，用于儲存紡絲液；以及噴絲板，可拆卸地設置在噴絲箱朝向中空腔的一側上，設置有噴絲孔，噴絲箱朝向中空腔的側壁上設置有與噴絲板上的噴絲孔一一對應的出液孔，噴絲孔通過出液孔與噴絲箱的內部相連通，噴絲板為由導電性材料制成的板，與靜電紡絲設備的高壓直流電源的正極相連。

本發明提供的環形靜電噴絲機構，還可以具有這樣的特征：其中，噴絲箱內設置有豎向隔板，將噴絲箱的內部空間分成靠近中空腔的噴絲腔室和遠離中空腔的加壓腔室，噴絲腔室和加壓腔室在豎向隔板的一端處相連通，出液孔與噴絲腔室相連通。