本发明涉及一种自由液面三喷头排布的静电纺丝方法。
背景技术：
申请号为201310032194.9的发明专利申请公开了一种伞状静电纺丝喷头及静电纺丝装置，其属于一种无针式自由液面静电纺丝装置，实现了静电纺丝纳米纤维膜的批量化生产。
然而单个喷头的产量十分有限，因此需要将该种喷头进行组合排布，以真正满足产业化需求，成倍提高生产效率。然而喷头边缘的电场相互干扰会使得电场扰动，出丝状态不稳定，纺丝效果差。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种利用多个喷头进行静电纺丝的方法。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种三自由液面喷头排布的静电纺丝方法，其特征在于，包括以下步骤：
将三个自由液面喷头排布在接收装置的下方，三个自由液面喷头独立加载电压，三个自由液面喷头独立加载电压，施加电压使得自由液面完全被激发出多根射流，抽长拉细成纳米纤维被基布接收，根据基布上收集到的纳米纤维网面积计算单位时间内三自由液面喷头的产量，并使用有限元模拟软件对不同喷头间距下的三喷头排布进行电场模拟，求得临界电压值，其中，喷头间距是两自由液面喷头边缘之间的最近距离。
优选地，三个自由液面喷头的排布方式为线性排布、等腰三角形排布或等边三角形排布。
优选地，所述自由液面喷头的直径为25-50mm。
优选地，所述喷头间距为30-100mm。
本发明提供的方法能够将该种喷头进行组合排布，且出丝状态稳定，纺丝效果好，可以真正满足产业化需求，成倍提高生产效率。本发明涉及的方法不仅仅局限于该种伞状静电纺丝喷头，还适应于其他多种无针式自由液面静电纺丝装置。
附图说明
图1是三自由液面喷头线性排布俯视图；
图2是三自由液面喷头等腰三角形排布俯视图；
图3是三自由液面喷头等边三角形排布俯视图；
图4是双自由液面喷头电场模拟图；(左图为线性排布中，不同的喷头间距下的电场强度分布，颜色的深浅表示电场强度大小；右图为三种喷头排布方式下电场强度的分布)
图5是双自由液面喷头临界电压下产量同头间距的关系图，图中：实线a、b、c分别表示在线性排布，等腰三角形排布和等边三角形排布下，喷头间距与临界电压的关系；虚线a、b、c分别表示在线性排布，等腰三角形排布和等边三角形排布下，喷丝头间距与产量的关系。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于
本技术：
所附权利要求书所限定的范围。
本发明提供了一种三自由液面喷头排布的静电纺丝方法包括以下步骤：
将三个自由液面喷头分别按照如图1、2、3所示的位置摆放在接收装置的下方，喷头顶端自由液面距离接收装置200mm。自由液面喷头采用直径为25mm的伞状喷头，喷头间距设置为30-70mm，接收装置基布运行速度设置为2m/min。
三个自由液面喷头独立加载电压，施加电压使得自由液面完全被激发出多根射流，抽长拉细成纳米纤维被基布接收。
根据基布上收集到的纳米纤维网面积计算单位时间内四自由液面喷头的产量。
以下通过电场模拟软件ansys来计算实施例中的自由液面静电纺丝喷头的临界电压值。
三喷头纺丝时，在一定距离范围内，由于其相互间的静电场作用使得电场受到干扰。而喷头间距与喷头的直径存在一定的交互关系。在本实施例中，模拟参数如下：自由液面喷头为圆柱状，圆柱底面直径为25mm，圆柱体高50mm，相邻喷头之间的间距为30-70mm，材料为黄铜。仿真电压为50kv，所计算的区域是一个边长为200mm的立方体。
随着头间距的增大，电场干扰减弱，喷头顶端场强受到的削弱减小，三种排布方式纺丝所需临界电压均随头间距的增大而减小。当头间距增大到55mm以后，电场干扰已经很弱，临界电压驱于稳定。三种排布方式所需临界电压从大到小为：线性排布＞等腰直角三角形排布＞等边三角形排布。