本发明涉及静电纺丝技术领域，特别是涉及一种自由液面双喷头排布的静电纺丝方法。
背景技术：
静电纺丝就是高分子流体静电雾化的特殊形式，此时雾化分裂出的物质不是微小液滴，而是聚合物微小射流，可以运行相当长的距离，最终固化成纤维。静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝。在电场作用下，针头处的液滴会由球形变为圆锥形(即“泰勒锥”)，并从圆锥尖端延展得到纤维细丝。这种方式可以生产出纳米级直径的聚合物细丝。
申请号为201310032194.9的中国发明专利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。但是，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：
本发明要解决的技术问题是：如何提高静电纺丝的效率，同时保证出丝状态的稳定性，提高纺丝效果。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种自由液面双喷头排布的静电纺丝方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：将两个自由液面喷头线性排布在接收装置的下方；
步骤2：通过电场模拟计算两个自由液面喷头的临界电压值；
步骤3：给两个自由液面喷头独立加载所述临界电压，使得两个自由液面喷头的自由液面完全被激发出多根射流，抽长拉细成纳米纤维，最终被接收装置基布接收。
优选地，所述步骤1中，两个自由液面喷头中心位置的连线与接收装置平行。
优选地，所述步骤1中，两个自由液面喷头的直径为25-50mm。
优选地，所述步骤1中，两个自由液面喷头的间距为30-100mm；所述间距是指两个自由液面喷头边缘之间的最近距离。
优选地，所述步骤2中，使用有限元模拟软件对不同喷头间距下的自由液面双喷头排布进行电场模拟，求得临界电压值。
优选地，所述步骤3中，接收装置基布运行速度设置为2m/min。
优选地，还包括步骤4：根据接收装置基布上收集到的纳米纤维网面积，计算单位时间内纳米纤维的产量。
本发明提供的方法克服了现有技术的不足，采用双喷头排布进行静电纺丝，大大提高了生产效率，同时出丝状态稳定，纺丝效果好，可用于批量化静电纺丝。
附图说明
图1为自由液面双喷头排布主视图；
图2为自由液面双喷头排布俯视图；
图3为自由液面双喷头排布及接受装置侧视图；
图4为自由液面双喷头电场模拟图(当喷头间距分别为30、40、50mm时，喷头附近电场的分布情况，颜色的深浅表示电场强度的高低)；
图5为在不同接收距离下，自由液面双喷头临界电压下的产量与两个自由液面喷头间距的关系图；其中，实线a、b、c表示当接收距离分别为100、150、200mm时，临界电压与喷丝头间距的关系；虚线a、b、c表示当接收距离分别为100、150、200mm时，产量与喷头间距的关系；
附图标记说明：
1—第一自由液面喷头；2—第二自由液面喷头；3—接收装置。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
一种自由液面双喷头排布的静电纺丝方法，包括如下步骤；
步骤1：结合图1～图3，将两个自由液面喷头，即第一自由液面喷头1和第二自由液面喷头2，摆放在接收装置3的下方。
自由液面双喷头排布只能为线性排布，但为了更好地观察纤网，设置两个自由液面喷头中心位置的连线与接收装置3平行。
自由液面双喷头纺丝时，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。而自由液面喷头间距与自由液面喷头的直径存在一定的交互关系，本实施例中，设置自由液面喷头直径为25mm，两个自由液面喷头间距为30-75mm。所述自由液面喷头间距是指两个自由液面喷头边缘之间的最近距离。
喷头顶端自由液面距离接收装置100mm、150mm、200mm。
接收装置3基布运行速度设置为2m/min。
步骤2：通过电场模拟计算两个自由液面喷头的临界电压值(可以出丝的最小电压值)。
使用有限元模拟软件对不同喷头间距下的自由液面双喷头排布进行电场模拟，求得临界电压值。
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，两个自由液面喷头之间的间距为30～75mm，两个自由液面喷头材料为黄铜。仿真电压为50kv，所计算的区域是一个边长为200mm的立方体。
图4为自由液面双喷头电场模拟图。由电场模拟结果可知，受自由液面双喷头电场相互干扰，自由液面喷头顶端电场强度变小，自由液面双喷头纺丝所需临界电压比自由液面单喷头的要高。自由液面喷头间距从30mm开始逐渐增大，纺丝所需临界电压随两个自由液面喷头间距增大而减小，当两个自由液面喷头间距为50-75mm时，纺丝所需临界电压减小的速度大幅放缓，此时较近的自由液面喷头间距带来的电场干扰对临界电压的影响基本消失。
步骤3：第一自由液面喷头1和第二自由液面喷头2独立加载所述临界电压，使得两个自由液面喷头的自由液面完全被激发出多根射流，抽长拉细成纳米纤维被接收装置3基布接收；
步骤4：根据接收装置3基布上收集到的纳米纤维网面积，计算单位时间内两个自由液面喷头的产量(即成网面积)。
图5为自由液面双喷头临界电压下的产量与两个自由液面喷头间距的关系图。由产量分析结果可知，自由液面喷头间距从30mm开始逐渐增大，随着自由液面双喷头间距增大，自由液面双喷头内侧电场相互干扰减弱，对每个自由液面喷头而言，自由液面喷头顶端电场受到的削弱减小，电场相对增强，所以泰勒锥和喷出来的射流数相对增多，产量增大。当两个自由液面喷头之间的间距为50-75mm时，产量增大的速度大幅放缓，此时较近的自由液面喷头间距带来的电场干扰对产量的影响基本消失。
应当理解的是，虽然在这里可能使用量术语“第一”、“第二”等等来描述各个单元，但是这些单元不应当受这些术语限制。使用这些术语仅仅是为了将一个单元与另一个单元进行区分。举例来说，在不背离示例性实施例的范围的情况下，第一单元可以被称为第二单元，并且类似地第二单元可以被称为第一单元。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。