一种防干扰静电纺装置的制作方法

本实用新型属于静电纺纺织的稳定技术领域，具体涉及一种防干扰静电纺装置。

背景技术：

现代科学技术的发展对材料性能提出越来越高的要求，21世纪是新材料特别是纳米材料迅速发展并广泛应用的时代，纳米材料已成为推动当代科学技术进步的重要支柱之一。

纳米材料出现了许多独特的性质和新的规律，如小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等。纳米纤维与其他纳米材料类似，尺寸效应十分显著，在光、热、磁、电等方面表现出许多新奇特性，因此受到了研究者的高度关注，有望应用于服装、食品、医药、能源、电子、造纸、航空等领域。纳米纤维的潜在应用价值，为其制备技术的发展提供了新的发展空间，同时也提出了新的要求。然而传统的加工方法如熔融纺丝、溶液纺丝、液晶纺丝和胶体纺丝等得到的纤维直径范围一般在5~50μm，无法获得直径小于100nm的纤维。

近年来涌现出了多种制备纳米纤维的方法，如拉伸法、模板合成法、相分离法、自组装法等。但若综合考虑设备复杂性、工艺可控性、适纺范围、成本、产率以及纤维尺度可控性等方面的要求，这些方法仍然具有一定的局限性。与此同时，静电纺丝技术是一种能够直接、连续制备聚合物纳米纤维的方法。当直径从微米缩小至亚微米或纳米时，聚合物纤维与相应的材料相比，会表现出多种惊人的特性。静电纺纤维和传统的粗纤维相比，直径小了2~3个数量级。

目前，在静电纺过程中经常出现静电纺丝的鞭动不稳定性，射流方向不稳定，甚至无法到达接收板，微弱的环境或参数变化导致静电纺过程一会能纺，过一会射流又不分裂等问题，影响了所制备纳米纤维的质量，导致静电纺的收率较低。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种防干扰静电纺装置，可以减小纳米纺丝的鞭动不稳定性，减小静电纺丝射流的不稳定性，加快静电纺丝速度，提高静电纺丝的效率，改善静电纺丝纳米纤维的质量。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种防干扰静电纺装置，该装置包括喷射针头、针头稳定器、针头固定板和接收装置，所述喷射针头的根部固定在针头固定板上，针头稳定器的一端固定在针头固定板上、另一端螺旋绕设在喷射针头的周边，喷射针头的端头露出针头稳定器的螺旋缠绕端头，针头稳定器的螺旋缠绕端至其固定端呈漏斗状分布，所述针头固定板与接收装置之间相互平行设置，在所述针头固定板与接收装置之间分布有电场，所述接收装置接地。

所述针头稳定器为金属丝或金属板。

所述喷射针头位于针头稳定器的中轴线上。

所述针头稳定器的螺旋缠绕端头与喷射针头之间的垂直距离为0.2~3cm。

所述喷射针头为金属毛细管喷头。

所述接收装置为接收极板或接收滚筒。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型针头稳定器环绕围设在金属毛细管喷头处，针头稳定器和金属毛细管喷头组成特殊的电场，将金属毛细管喷头末端的泰勒锥表面高速喷射出的聚合物射流定向静电纺至接收装置上，该装置能产生与静电纺丝射流方向相同的匀强电场中纺丝喷头附近形成局部高压电场作用于纺丝射流，减小射流受微观环境的影响，减小静电纺丝射流的不稳定性，加快静电纺丝速度，提高静电纺丝的效率，改善静电纺丝纳米纤维质量。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为不设稳定器的静电纺使用状态图。

图3为设置稳定器的静电纺使用状态图。

图4为多个针头不设稳定器的静电纺使用状态图。

图5为多个针头设置稳定器的静电纺使用状态图。

其中：1-喷射针头、2-针头稳定器、3-针头固定板、4-接收装置、5-电场、6-纺丝。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

实施例1

如图1、图2和图3所示，本实施例防干扰静电纺装置，该装置包括喷射针头1、针头稳定器2、针头固定板3和接收装置4，所述喷射针头1的根部固定在针头固定板3上，针头稳定器2的一端固定在针头固定板3上、另一端螺旋绕设在喷射针头1的周边，喷射针头1的端头露出针头稳定器2的螺旋缠绕端头，针头稳定器2的螺旋缠绕端至其固定端呈漏斗状分布，所述针头固定板3与接收装置4之间相互平行设置，在所述针头固定板3与接收装置4之间分布有电场5，所述接收装置4接地。

作为优选，本实施例针头稳定器为金属丝。

作为进一步优选，本实施例喷射针头1位于针头稳定器2的中轴线上。

作为进一步优选，本实施例针头稳定器2的螺旋缠绕端头与喷射针头1之间的垂直距离为0.2~3cm。

作为更进一步优选，本实施例针喷射针头为金属毛细管喷头。

作为更进一步优选，本实施例接收装置为接收极板或接收滚筒。

喷射针头带高电压，将近30万伏，针头稳定器接的电压与喷射针头带的高压电相同，而接收装置接地为0电压。原材料聚乳酸，聚环氧乙烷通过喷射针头的高电压处理之后带极高的正电荷，并且会向低电势的方向运动，形成纺丝6，直到接触接收装置。由于喷射针头为金属针头，以及机器其他金属部件会对喷射针头与接收装置之前的电势造成一定影响，使针头附近的电势变的复杂，从而导致纺丝射流的不稳定。通过加入稳定器之后，喷射针头附近的电势相对稳定，喷射针头受其余金属器材的影响大大削弱，使纺丝更加稳定。

实施例2

如图4和图5所示，本实施例中喷射针头为3个，其余技术方案同实施例1。

实施例3

本实施例中本实施例针头稳定器为金属板，喷射针头为1个或3个，其余技术方案同实施例1。

尽管上述实施例已对本实用新型作出具体描述，但是对于本领域的普通技术人员来说，应该理解为可以在不脱离本实用新型的精神以及范围之内基于本实用新型公开的内容进行修改或改进，这些修改和改进都在本实用新型的精神以及范围之内。