球切面气泡纺丝装置的制作方法

本实用新型涉及一种球切面气泡纺丝装置，属于气泡静电纺丝领域。

背景技术：

静电纺丝技术是目前世界上使用最普遍的生产纳米纤维的方法。静电纺丝技术具有操作简便、适用范围广、生产效率相对较高的优点，纺制出的纳米纤维具有纤维细，比表面积大，孔隙率高等特点，因此静电纺丝技术得到广泛的应用。但是，纺丝效率低作为传统的单针纺的一个非常致命的弱点，其导致静电纺丝无法大规模的应用于工业生产。

气泡静电纺是一种新型静电纺丝方法，该方法不用传统喷丝头纺丝，而是在聚合物溶液(熔体)中通入气体，吹出大量气泡，气泡在自由液面破裂，产生大量射流，相当于无数个泰勒锥，从而可以提高了纺丝速率，气泡静电纺在一定程度上可以实现纳米纤维的批量生产。但因其产生的气泡尺寸不可控，气泡破裂规律不可寻，由此造成的纤维直径分布不均等缺点，使其同样不能被工业化使用。

本发明的主要内容是对传统气泡静电纺丝进行改进，以克服传统气泡静电纺丝气泡尺寸不可控，气泡破裂规律不可寻，由此造成的纤维直径分布不均等缺点。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种能够产生直径分布均匀的纳米纤维且提高纳米纤维产量的球切面气泡纺丝装置。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种球切面气泡纺丝装置包括储液管、恒流供液装置、高压静电发生器、气泵以及接收装置，所述储液管括管壁和形成在所述管壁内的球形凹槽，所述恒流供液装置通过输液管与储液管连通，所述高压静电发生器与所述储液管电连接，所述气泵通过输气管连接在所述球形凹槽的底部以使盛放在储液管内的纺丝液在气流的吹动下产生气泡，所述接收装置设置在所述储液管上方以接收所述气泡破裂产生的气泡碎片和射流，所述输气管上设置有防倒流装置。

进一步地，所述接收装置包括接收板和接地线，所述接地线一端连接在所述接收板上，另一端与地面连接。通过接收装置的设置，方便接收气泡破裂产生的气泡碎片和射流。

进一步地，所述储液管下方设置有容纳所述储液管的防溢流装置。通过防溢流装置的设置，可以有效防止储液管内的纺丝液损失，提高纺丝液的利用率，减少浪费。

进一步地，所述气泵上设置有用于调整气流的流量的控气阀。通过控气阀的设置方便对气流的流速进行调节，从而使其适用于不同纺丝液的要求。

进一步地，所述高压静电发生器连接有导线，所述导线的一端连接在所述高压静电发生器上，另一端连接在所述储液管上。

进一步地，所述输气管还包括若干根分支管道，在所述球形凹槽的底部设置有与所述分支管道相匹配的气孔。

进一步地，所述输气管和所述分支管道均为圆形管道。

进一步地，所述防溢流装置为圆形桶。

进一步地，所述气孔均匀的设置在所述球形凹槽下部。

进一步地，所述接收板为矩形板或圆筒。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型涉及的一种制备大孔径纳米纤维的方法，通过使用球形凹槽盛放纺丝液，使通电后的储液管上的电荷分布更为集中，提高了电场力的利用率，实现能源的节约；使用球形凹槽盛放纺丝液，可以最大化的减小纺丝液面的表面张力使其易于被静电场力克服，从而增加形成的泰勒锥的数量，提高气泡静电纺丝的效率。

另外，通过增加气孔的数量，使气泡静电纺中所产生的气泡数量增加，从而进一步提高气泡静电纺丝的效率；并且通过控制气孔的位置使整张纤维膜厚度更加均匀，以及控制气孔的直径大小来约束产生气泡的大小，从而使收集的纳米纤维更加均匀。以此来改善气泡静电纺丝技术中存在着气泡成型过程难以控制，气泡破裂不均匀以及生产效率有待提升等问题。

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为本实用新型球切面气泡纺丝装置的结构示意图。

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，应用本实用新型的一种球切面气泡纺丝装置包括储液管1、恒流供液装置2、高压静电发生器3、气泵4以及接收装置5，储液管1括管壁11和形成在管壁11内的球形凹槽12，恒流供液装置2通过输液管21与储液管1连通，高压静电发生器3与储液管1电连接，气泵4通过输气管41连接在球形凹槽12的底部以使盛放在储液管1内的纺丝液在气流的吹动下产生气泡101，接收装置5设置在储液管1上方以接收气泡101破裂产生的气泡碎片和射流102，输气管上设置有防倒流装置411。

在上述实施例中，接收装置5包括接收板51和接地线52，接地线52一端连接在接收板51上，另一端与地面连接。通过接收装置5的设置，方便接收气泡破裂产生的气泡碎片和射流。接收板51为矩形板或圆筒。

在上述实施例中，储液管1下方设置有容纳储液管1的防溢流装置6。通过防溢流装置6的设置，可以有效防止储液管1内的纺丝液损失，提高纺丝液的利用率，减少浪费。防溢流装置6为圆形桶。

在上述实施例中，气泵4上设置有用于调整气流的流量的控气阀42。通过控气阀42的设置方便对气流的流速进行调节，从而使其适用于不同纺丝液的要求。

在上述实施例中，高压静电发生器3连接有导线31，导线31的一端连接在高压静电发生器3上，另一端连接在储液管1上。

在上述实施例中，输气管41还包括若干根分支管道412，在球形凹槽12的底部设置有与分支管道412相匹配的气孔121，气孔121均匀的设置在球形凹槽12下部。输气管41和分支管道412均为圆形管道。

在具体操作过程中，纺丝液经过输液管21由恒流供液装置2被输送至由铜制成的储液管1中，与此同时，打开控气阀42以及高压静电发生器3，高速恒定气流由气泵4通过导气管41以及储液管1后，在纺丝液中形成气泡101，气泡101逐渐上升，到达纺丝液面时破裂，由气泡101破裂时产生的气泡碎片以及射流102在高压电场内的静电力的作用下被拉细成丝，最终被接收在接收装置5上，形成纳米纤维膜。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型涉及的一种制备大孔径纳米纤维的方法，通过使用球形凹槽12盛放纺丝液，使通电后的储液管1上的电荷分布更为集中，提高了电场力的利用率，实现能源的节约；使用球形凹槽12盛放纺丝液，可以最大化的减小纺丝液面的表面张力使其易于被静电场力克服，从而增加形成的泰勒锥的数量，提高气泡静电纺丝的效率。

另外，通过增加气孔121的数量，使气泡静电纺中所产生的气泡数量增加，从而进一步提高气泡静电纺丝的效率；并且通过控制气孔121的位置使整张纤维膜厚度更加均匀，以及控制气孔121的直径大小来约束产生气泡101的大小，从而使收集的纳米纤维更加均匀。以此来改善气泡静电纺丝技术中存在着气泡101成型过程难以控制，气泡101破裂不均匀以及生产效率有待提升等问题。

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。