一种静电纺丝装置及纺丝方法与流程

文档序号:15687425发布日期:2018-10-16 21:14阅读:372来源:国知局

本发明涉及静电纺丝技术领域,尤其涉及一种静电纺丝装置及纺丝方法。



背景技术:

静电纺丝制备的纤维网,具有多孔结构,孔隙小、纤维细、比表面积大,从而成为制备高性能服装的首选。而且静电纺丝网的孔径可以设计为远小于最小水滴(2μm)而远大于水蒸气(0.3-0.4μm)的直径,而其多孔结构使具有良好的水汽传输性能。在静电纺丝过程中,聚合物液滴被施加高电压,导致带同电荷的分子互相排挤,当排斥力大于聚合物液滴的表面张力时,液滴表面破裂并形成一股带电的射流,因溶剂挥发,射流固化并被收集在接收装置上,从而形成微米级至纳米级的纤维。人们通常使用的接收装置为金属棒或金属板,由于高聚物的性质,成型的电纺纤维网很难从接收装置上完整的分离出来,导致其不能进行下一步应用,导致原料的浪费。此外,随着静电纺丝技术在各领域的重要应用,具有特定图案的三维立体静电纺丝网能够具有特定的结构,具有广泛的发展及应用前景。但是现有的很多收集方法通常只能得到单一形状的电纺纤维网,或者接收装置结构过于复杂,可控性不强。



技术实现要素:

本发明克服了现有技术的不足,提供一种静电纺丝装置及纺丝方法。

为解决上述技术问题,本发明提供以下技术方案:一种静电纺丝装置,包括:高压静电发生装置,所述高压静电发生装置的正极电连接喷丝头,所述喷丝头的进料口与计量泵相连,所述喷丝头与接收装置相对设置,其特征在于,所述接收装置包括接收板和支架,所述接收板外部紧套柔性材料,所述柔性材料的外表面有若干个凸起,所述接收板安装在所述支架上,所述支架用于接收板的翻转。

优选的,在上述静电纺丝装置中,所述一柔性材料表面凸起的截面形状为圆形和/或多边形。

优选的,在上述静电纺丝装置中,所述计量泵的圆周外侧设有喷气装置,所述喷气装置包括若干喷气嘴,所述喷气装置由驱动装置驱动,若干所述喷气嘴与所述喷丝头呈一定角度设置。

优选的,在上述静电纺丝装置中,所述喷气嘴与所述喷丝头之间的夹角为0~90°。

优选的,在上述静电纺丝装置中,所述计量泵的进料口通过引流管与储液池连通,所述储液池能储藏纺丝熔融液或纺丝溶液。

优选的,在上述静电纺丝装置中,所述接收板为平板式的接收板。

本发明还公开了一种静电纺丝装置的纺丝方法,包括以下步骤:

s1:启动所述高压静电发生装置进行静电纺丝,在所述接收板朝向喷丝头的一面完成静电纺丝后,利用所述支架将所述接收板进行翻转,完成另一面的静电纺丝;

s2:将收集有双面静电纺丝材料的所述柔性材料从接收板上取下,握持住所述一柔性材料的两端将其拉伸,待其变形后取下收集到具有空腔的静电纺丝材料。

优选的,在上述静电纺丝装置的纺丝方法中,步骤s2中所述夹持装置包括夹持块、伸缩杆和电机。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷,本发明具备以下有益效果:

(1)接收装置中的接收板设为平板式接收板,接收板外部紧套柔性材料,便于静电纺丝结束后,握持住该柔性材料的两端将其拉伸,待其变形后取下便可完整的取下所需的静电纺丝纤维网。

(2)接收板表面紧套的柔性材料的外表面有若干凸起,若干凸起在该柔性材料的单面或双面,并且凸起的形状多变,可为圆形和/或多边形,在静电纺丝过程中,沉积在接收板上的纤维网也会因此形成各种形状的凸起,从而制备具有特定图案的三维立体静电纺丝纤维网。

(3)接收板连接支架,该支架与驱动装置连接,能够控制接收板的翻转,便于对接收板进行双面纺丝。

(4)计量泵的圆周外侧设有喷气装置,喷气装置中的喷嘴与喷丝头之间的夹角为0~90°,喷嘴喷出的气流顺应纺丝射流的方向,有助于电纺丝的拉伸细化,对电纺丝形成一定的牵引力,能够提高其有序性和纺丝效率,并且能将纤维沉积面积控制在一定范围内。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明;

图1是本发明的优选实施例的静电纺丝装置的立体结构图;

附图说明:1、高压静电发生装置;2、喷丝头;3、计量泵;4、接收板;5、支架;6、柔性材料;7、喷气嘴架;8、喷气嘴;9、驱动装置;10、储液池。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清除、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有的其它实施例,都属于本发明保护的范围。

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清除、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有的其它实施例,都属于本发明保护的范围。

如图1所示,本发明实施例提供的一种静电纺丝装置,包括:高压静电发生装置,高压静电发生装置的正极电连接喷丝头,喷丝头的进料口与计量泵相连,喷丝头与接收装置相对设置,接收装置包括接收板和支架,接收板外部紧套柔性材料,静电纺丝结束后,握持住该柔性材料的两端将其拉伸,待其变形后取下便可完整的取下所需的静电纺丝纤维网。

为进一步优化上述技术方案,在上述实施例的基础上优选的,上述静电纺丝装置中,若干凸起在该柔性材料的单面或双面,并且凸起的形状多变,可为圆形和/或多边形,在静电纺丝过程中,沉积在接收板上的纤维网也会因此形成各种形状的凸起,接收板连接支架,该支架能够控制接收板4的翻转,便于对接收板进行双面纺丝,从而制备具有特定图案的三维立体静电纺丝纤维网。

为进一步优化上述技术方案,在上述实施例的基础上优选的,上述静电装置中,还包括计量泵的圆周外侧设有喷气装置,喷气装置包括若干喷气嘴和驱动装置,喷气嘴与喷丝头之间的夹角为0~90°,喷嘴喷出的气流顺应纺丝射流的方向,有助于电纺丝的拉伸细化,对电纺丝形成一定的牵引力,能够提高其有序性和纺丝效率,并且能将纤维沉积面积控制在一定范围内。

为进一步优化上述技术方案,在上述实施例的基础上优选的,上述静电纺丝装置中,还包括计量泵的进料口通过引流管与储液池连通,储液池能储藏纺丝熔融液或纺丝溶液,当为熔体纺丝时,该静电纺丝装置还连接螺杆挤压机,从螺杆挤压机出来的熔体经计量泵送往喷丝头进行静电纺丝。

本发明还公开了一种静电纺丝装置的纺丝方法,包括以下步骤:

s1:启动高压静电发生装置进行静电纺丝,在接收板朝向喷丝头的一面完成静电纺丝后,利用支架将所述接收板进行翻转,完成另一面的静电纺丝;

s2:将收集有双面静电纺丝材料的所述一柔性材料从接收板上取下,握持住一柔性材料的两端将其拉伸,待其变形后取下收集到具有空腔的静电纺丝材料。

为进一步优化上述技术方案,在上述实施例的基础上优选的,上述步骤s2中所述夹持装置包括夹持块、伸缩杆和电机。静电纺丝结束后,电机驱动夹持块和伸缩杆,夹持块夹持住柔性材料的两端,借助伸缩杆对其进行拉伸。

所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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