一种静电纺丝装置的制作方法

文档序号:16103007发布日期:2018-11-28 00:21阅读:341来源:国知局

本申请属于静电纺丝的技术领域,尤其涉及一种静电纺丝装置。



背景技术:

静电纺丝技术是一种利用静电场力生产纳米纤维的技术,其原理是在高压静电场中,带电聚合物溶液在电场力的作用下形成泰勒锥,当电场力足够大,使得带电液滴克服表面张力形成带电射流,最后在收集机构上沉积固化成纳米纤维结构。由于静电纺丝方法是生产纳米纤维最为简单且成本低廉的方法,在众多领域中都有较大的运用,如过滤行业、电子、能源、催化、生物医药等领域有着广阔的应用前景。其中静电纺丝纳米纤维制备过滤膜有着过滤效率高,技术成本低,能耗低等特点。

目前,静电纺丝技术主要应用在科研领域,阻碍其工业化发展的一大原因是基于这门技术的纳米纤维批量化生产方法。目前静电纺丝生产方法主要分为多针纺丝和无针纺丝两种,无针纺丝技术中,有磁致喷射法、多孔管喷丝法、圆盘喷丝法、气泡喷丝法等,虽然无针纺丝技术的生产效率相比于多针纺丝技术得到了大大的提升,但由于无针纺丝射流的方向和量的不可控,导致难以生产出高质量的纳米纤维膜,多针纺丝生产的纳米纤维膜在均匀性方面比无针纺丝的更优,但多针纺丝的生产效率不如无针纺丝。

综上所述,在现有的多针纺丝技术中,由于可以通过针头的排布来实现针头间的电场分布的均匀性,但在纺丝过程中,特别是纺丝流变性能不好的材料的时候,针头容易出现堵塞,这样就会导致纳米纤维膜的不均匀;而且,现有的多针纺丝技术还难以满足产业化所要求的生产效率。

申请内容

有鉴于此,本申请公开了一种静电纺丝装置,能解决现有的多针静电纺丝技术存在的针头容易出现堵塞和生产效率低的技术缺陷。

本申请提供了一种静电纺丝装置,包括:

收集装置;

高压电源,所述高压电源与所述收集装置连接;

纺丝液池;

纺丝喷射组件,所述纺丝喷射组件内置在所述纺丝液池内,其包括;液体喷射装置和空心针组,所述空心针组的液体入口与所述液体喷射装置管道连接;

供气组件,所述供气组件内置在所述纺丝液池内,其包括喷气柱组件和气泵,所述喷气柱组件的喷气柱包裹所述空心针组的空心针,所述气泵与所述喷气柱组件连接。

作为优选,所述空心针组包括多根空心针和液体喷射管;所述多根空心针等距的与所述液体喷射管的喷射口连通。

作为优选,所述喷气柱组件包括多根喷气柱和气体喷射管;所述多根喷气柱等距的与所述气体喷射管的喷射口连通。

作为优选,所述液体喷射装置包括电机、液泵和进液管;

所述电机与所述液泵连接;

所述进液管与所述液泵连接;

所述液泵的液体出口与所述空心针组的液体入口管道连接。

作为优选,所述喷气柱组件的喷气柱包裹所述空心针组的空心针具体为:所述喷气柱组件的喷气柱包裹所述空心针组的空心针,且所述空心针的顶端针头突出于所述喷气柱的顶端。

作为优选,所述收集装置的形状为平板状、凸面状或凹面状。

作为优选,所述空心针组的空心针为金属空心针。

本申请的目的针对现有技术的多针纺丝技术出现的针头容易出现堵塞,以及难以满足产业化所要求的生产效率。因此,本申请公开一种静电纺丝装置,包括:收集装置;高压电源,高压电源与收集装置连接;纺丝液池;纺丝喷射组件,纺丝喷射组件内置在纺丝液池内,其包括;液体喷射装置和空心针组,空心针组的液体入口与液体喷射装置管道连接;供气组件,供气组件内置在纺丝液池内,其包括喷气柱组件和气泵,喷气柱组件的喷气柱包裹空心针组的空心针,气泵与喷气柱组件连接。静电纺丝装置在纺丝时,在纺丝液池内放置纺丝溶液,纺丝溶液的液面低于喷气柱的顶端,高压电源启动后,通过液体喷射装置的高速供液,将纺丝液池内的纺丝溶液通过管道喷射到空心针组中,纺丝溶液持续性地从空心针组的空心针喷射出液柱,从空心针的尖端到液柱的顶端,都有纺丝出现,同时,气泵持续性对喷气柱组件的喷气柱供气,能有效地避免了传统有针纺丝的纺丝头堵塞的问题,也大大提高了纺丝的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1示本申请实施例提供的静电纺丝装置的结构示意图;

其中,附图标记,收集装置1、高压电源2、纺丝液池3、空心针4、空心针的顶端针头4-1、液体喷射管4-2、液泵5、电机6、进液管7、喷气柱组件8、喷气柱8-1、喷气柱的顶端8-2、气体喷射管8-3、气泵9、收集装置的收集端A、空心针组的液体入口B、液体喷射管的喷射口C、纺丝溶液的液面D。

具体实施方式

本申请提供了一种静电纺丝装置,用于解决现有的多针静电纺丝技术存在的针头容易出现堵塞和生产效率低的技术缺陷。

下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

本申请公开了一种静电纺丝装置,包括:收集装置1;高压电源2,高压电源2与收集装置1连接;纺丝液池3,纺丝液池3设置在收集装置的收集端A;纺丝喷射组件,纺丝喷射组件内置在纺丝液池3内,其包括;液体喷射装置和空心针组,空心针组的液体入口B与液体喷射装置管道连接;供气组件,供气组件内置在纺丝液池3内,其包括喷气柱组件8和气泵9,喷气柱组件的喷气柱8-1包裹空心针组的空心针4,气泵9与喷气柱组件连接。

本实施例在纺丝时,在纺丝液池3内放置纺丝溶液,纺丝溶液的液面D低于喷气柱的顶端8-2,高压电源2启动后,通过液体喷射装置的高速供液,将纺丝液池3内的纺丝溶液通过管道喷射到空心针组中,纺丝溶液持续性地从空心针组的空心针4喷射出液柱,从空心针的顶端针头4-1到液柱的顶端,都有纺丝出现,同时,气泵9持续性对喷气柱组件的喷气柱8-1供气。

在本实施例中,空心针组包括多根空心针4和液体喷射管4-2;多根空心针4等距的与液体喷射管4-2的喷射口C连通。喷气柱组件8包括多根喷气柱8-1和气体喷射管8-3;多根喷气柱8-1等距的与气体喷射管8-3的喷射口连通。通过对空心针4在液体喷射管4-2进行特定的排布,来实现液柱尖端电场的均匀性,从而纺丝出高质量的纳米纤维膜,同时,为了使得喷气柱8-1包裹空心针4,所以,喷气柱8-1在气体喷射管8-3上的位置要与空心针4设置在液体喷射管4-2的位置相配合。

在本实施例中,液体喷射装置包括电机6、液泵5和进液管7;电机6与液泵5连接;进液管7与液泵5连接;液泵5的液体出口与空心针组的液体入口B管道连接,进液管7的液体进口设置在纺丝液池3的池底,方便液泵5通过进液管7泵取纺丝溶液至空心针4。工作时,电机6驱动液泵5通过进液管7泵取纺丝液池3的纺丝溶液至空心针4。

在本实施例中,喷气柱组件的每根喷气柱8-1包裹空心针组的每根空心针4具体为:喷气柱组件的喷气柱8-1包裹空心针组的空心针4,且空心针的顶端针4-1突出喷气柱的顶端8-2。

在本实施例中,收集装置1的形状为平板状;除了平板状,收集装置1还能是凸面状或凹面状。

在本实施例中,空心针组的空心针4为金属空心针,金属材质的空心针4可以更好的进行静电纺丝。

以上所述仅是本申请的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

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