气泡静电纺丝装置的制作方法

本实用新型涉及一种气泡静电纺丝装置，具体涉及一种制备纳米纤维的气泡静电纺丝装置。

背景技术：

目前世界上最普遍使用的生产纳米纤维的方法是静电纺丝技术。静电纺丝技术是一种利用静电力使聚合物溶液或熔体产生射流并最终固化为纳米纤维的技术。静电纺丝技术的原理是在纺丝过程中，将聚合物熔体或溶液加上几千或几万伏的高压静电，使针头与接地的装置间产生一个强大电场。当电场力作用于液体表面时，将在其表面产生电流，同种电荷相斥使电场力与表面张力作用方向相反。这样，当电场力施加于液体表面时，便产生一个向外的力，对于一个半球形的液滴，这个向外的力与表面张力方向相反。当电场力的大小等于高分子溶液的表面张力时，带电的液滴就悬挂在毛细管的末端并处于平衡状态。随着电场力的增大，针头悬挂的呈半球状的液滴将被拉伸成圆锥状，这就是泰勒锥，接着被拉伸细化，同时溶剂蒸发，射流固化为纳米纤维并最终沉积在接收板上，形成纳米纤维毡。但是静电纺丝高速射丝，不稳定的鞭动射流，使得制备出的纳米纤维大都以无纺布的形式无规则堆积。纳米纤维取向性差，均一性低，从而导致制备出的纳米纤维力学性能较差，现有的静电纺丝技术还存在纺丝效率低的问题。为了能够更加快速地制备出取向性高，纤维均一性好的纳米纤维，使其应用于生物医学，增强材料，导电材料等多个领域，是目前相关领域研究的重要内容。气泡静电纺作为一种新型静电纺丝方法，不用传统喷丝头纺丝，而是在聚合物溶液或熔体中通入气体，吹出大量气泡，气泡在自由液面相当于无数个泰勒锥，这相当于多针头的静电纺丝。从一定程度上来说，气泡静电纺丝具有纺丝速度快，纤维均一性好，纳米纤维直径小，产量高的优势。但是现有的气泡静电纺丝技术还存在气泡破裂不均匀，射流范围大，浪费原料等问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种有效减少安全事故发生、减少原料浪费且能最大程度收集到平行纳米纤维的气泡静电纺丝装置。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种气泡静电纺丝装置，所述气泡静电纺丝装置包括聚合物质管、设置在所述聚合物质管内的喷气管、与所述喷气管连接的导气管、设置在导气管一端的气泵及与所述喷气管连接的第一高压电源；其中，所述喷气管下端缠绕设置有铜丝以形成通电螺旋管，所述第一高压电源与所述通电螺旋管电性连接。

进一步地，所述喷气管为漏斗状，漏斗状喷气管倒扣设置在所述储液池上。

进一步地，所述喷气管的制作材料为金属铜。

进一步地，所述聚合物质管的制作材料为不导电的聚合物。

进一步地，所述聚合物质管设置有喷射口，所述喷射口的上方设置有接收装置。

进一步地，所述接收装置为若干组平行电极。

进一步地，所述平行电极的一端设置有第二高压电源，所述第二高压电源与所述平行电极电性连接。

本实用新型的有益效果在于：在聚合物质管内的喷气管下端缠绕设置铜线并与第一高压电源通电，以达到与铜制喷气管形成加强磁场的效果，以此减少制得的纳米纤维的弯曲路径，使纳米纤维竖直向上运动，在接收装置上沉积成平行纳米纤维；

聚合物质管为不导电材料，有效防止操作者触电的危险发生。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本实用新型的气泡静电纺丝装置的结构示意图。

图2为图1的局部示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

请参见图1，本实用新型的一较佳实施例中的气泡静电纺丝装置中包括聚合物质管4、设置在所述聚合物质管4内的喷气管2、与所述喷气管2连接的导气管6、设置在导气管6一端的气泵5及与所述喷气管2连接的第一高压电源9；其中，所述喷气管2下端缠绕设置有铜丝以形成通电螺旋管3，所述第一高压电源9与所述通电螺旋管3电性连接。所述聚合物质管4设置有喷射口(未标号)，所述喷射口的上方设置有接收装置7。所述聚合物质管4里设置有储液池1及设置在所述储液池1上的喷气管2。在本实施例中，所述喷气管2为漏斗状，漏斗状喷气管2倒扣设置在所述储液池1上。所述漏斗状喷气管2的下端伸出至聚合物质管4外，所述下端为管状并缠绕有铜丝。通过将漏斗状喷气管2倒扣设置在所述聚合物质管4内，可以有效防止溶液回流，节约成本；还能不断的向上吹出空气细流使在所述聚合物质管4的喷射口产生微小气泡并使其破裂形成纳米射流被所述接收装置7接收。当给所述通电螺旋管3通上电时，所述通电螺旋管3与所述漏斗状喷气管2形成加强磁场，所述喷气管2所喷出的纳米纤维因切割磁感线所受的洛仑磁力，达到减少纳米纤维的弯曲路径，使纳米纤维竖直向上运动，从而有助于纳米纤维在接收装置7上沉积成平行纳米纤维。

在本实施例中，所述聚合物质管4的制作材料为不导电的聚合物，如尼龙等聚合物，此类不导电聚合物可以有效防止在操作过程中操作者发生触电的现象。所述喷气管2的制作材料为金属铜，在通电情况下与所述通电螺旋管3共同形成加强磁场以减少纳米纤维的弯曲路径。诚然，在其他实施例中，所述喷气管2的制作材料也可为其他导电金属，可根据实际情况而定。所述接收装置7为若干组平行电极7，既能最大限度的收集纳米纤维，有效减少原料浪费，又能最大程度收集到平行纳米纤维。所述平行电极7的一端设置有第二高压电源8，所述第二高压电源8与所述平行电极7电性连接。

本实用新型的工作过程如下：在所述储液池1中倒入纺丝溶液，打开所述气泵5并调节所述气泵5开关，使得所述聚合物质管4的喷射口能够形成微小气泡。与此同时，打开所述第一高压电源9及第二高压电源8，使得所述通电螺旋管3与所述漏斗状喷气管2之间形成加强磁场，在所述漏斗状喷气管2的顶部，纺丝液向上喷出的气泡做切割磁感线运动，洛仑磁力引导纳米纤维减少弯曲运动路径，向上运动至平行电极7上，最终以较为有序方式沉积在所述平行电极7上。

综上所述：在聚合物质管4内的铜质倒扣漏斗喷气管2下端缠绕设置铜线并与第一高压电源9通电，以达到与铜制喷气管2形成加强磁场的效果，以此减少制得的纳米纤维的弯曲路径，使纳米纤维竖直向上运动，在接收装置7上沉积成平行纳米纤维。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。