[發明專利]梯形球面多針頭氣泡紡絲裝置及方法在審
| 申請號: | 202010239931.2 | 申請日: | 2020-03-31 |
| 公開(公告)號: | CN111270319A | 公開(公告)日: | 2020-06-12 |
| 發明(設計)人: | 徐嵐;徐緩緩 | 申請(專利權)人: | 蘇州大學 |
| 主分類號: | D01D5/00 | 分類號: | D01D5/00 |
| 代理公司: | 蘇州謹和知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32295 | 代理人: | 唐靜芳 |
| 地址: | 215000 *** | 國省代碼: | 江蘇;32 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 梯形 球面 針頭 氣泡 紡絲 裝置 方法 | ||
本申請涉及一種梯形球面多針頭氣泡紡絲裝置及方法,包括:儲液池,用于放置紡絲溶液;氣泵,向儲液池內輸送氣體;高壓供電裝置,與儲液池連接;導電裝置,設置在儲液池的上方且與儲液池形成高壓電場;接收裝置,設置在儲液池的一側以接收制得的纖維,且與高壓供電裝置連接;于紡絲裝置的高度方向上,儲液池具有呈外凸球面狀的頂部且其上設置有若干個與儲液池的內部連通的針頭。通過將儲液池的頂部設置成外凸球面狀,且頂部設置有若干個均勻分布且朝向所述頂部的中心傾斜設置的針頭,使得通電后的針頭上的電荷分布更為集中,提高了靜電場力的利用率,達到節約能的效果,同時使更多纖維被收集在接收裝置上,避免資源浪費。
技術領域
本發明涉及一種梯形球面多針頭氣泡紡絲裝置及方法,屬于靜電紡絲技術領域。
背景技術
靜電紡絲法是指聚合物溶液或熔體在靜電場作用下進行噴射、拉伸而獲得納米級纖維的紡絲方法。目前,作為納米纖維的基礎,靜電紡纖維已成為應用研究的熱點。靜電紡納米纖維優勢明顯,主要體現在可紡原料廣泛、結構可調、形貌多樣、纖維比表面積大等方面。靜電紡絲設備簡單、技術操作簡便,但傳統的單針靜電紡絲設備紡絲效率低,限制了納米纖維的批量化生產。
新型的氣泡靜電紡絲方法是基于蜘蛛紡絲原理以及氣泡動力學原理提出的。通過在自由液面上快速產生大量的氣泡,并借助外力作用(高電壓或強氣流等方式)使得氣泡破裂形成大量的射流進行紡絲,從而可以提高紡絲速率,氣泡靜電紡在一定程度上可以實現納米纖維的批量生產。但是氣泡靜電紡存在氣泡尺寸不可控,氣泡破裂規律不可尋,射流角度大且不穩定的問題,由此造成的纖維直徑分布不均、均勻性取向性差,導致紡絲條件不容易控制,原料浪費,紡絲環境受污等問題,限制了其在工業化生產中的應用。
發明內容
本發明的目的在于提供一種梯形球面多針頭氣泡紡絲裝置及方法,其獲得纖維直徑分布均勻且穩定,且能夠節約能源和資源。
為達到上述目的,本發明提供如下技術方案:一種梯形球面多針頭氣泡紡絲裝置,包括:
儲液池,用于放置紡絲溶液;
氣泵,與所述儲液池連接且用以向所述儲液池內輸送氣體;
高壓供電裝置,與所述儲液池連接;
導電裝置,設置在所述儲液池的上方且與所述儲液池形成高壓電場;
接收裝置,設置在所述儲液池的一側以接收制得的纖維,且與所述高壓供電裝置連接;
于所述紡絲裝置的高度方向上,所述儲液池具有呈外凸球面狀的頂部,所述頂部上設置有若干個與所述儲液池的內部連通的針頭。
進一步地,若干個所述針頭均勻分布且朝向所述頂部的中心傾斜設置。
進一步地,所述儲液池的橫截面的形狀呈梯形。
進一步地,所述儲液池的材質為金屬。
進一步地,所述導電裝置包括導電環及與所述導電環連接的電源,所述導電環設置在所述儲液池的上方。
進一步地,所述導電環的直徑大于或等于所述頂部的直徑。
進一步地,所述電源的正極與所述導電環連接,所述高壓供電裝置的負極與所述儲液池連接。
進一步地,所述梯形球面多針頭氣泡紡絲裝置還包括與所述儲液池連接的供液裝置,所述供液裝置通過導液管與所述儲液池連接。
本發明還提供了一種梯形球面多針頭氣泡紡絲方法,采用如上所述的梯形球面多針頭氣泡紡絲裝置,所述方法包括:
將紡絲溶液放置于儲液池內且紡絲溶液的液面位于頂部的針頭中;
打開高壓供電裝置及氣泵,調節所述氣泵的氣流速度以使得紡絲溶液內產生氣泡,所述氣泡到達紡絲液面后破裂以形成射流;
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