锯齿槽-齿轮滚动式静电纺丝装置

锯齿槽
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齿轮滚动式静电纺丝装置
技术领域
1.本实用新型涉及一种锯齿槽
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齿轮滚动式静电纺丝装置，属于静电纺丝技术领域。


背景技术：

2.目前，静电纺丝技术因具有操作简便、适用范围广、生产效率相对较高等优点，且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，已成为研究的热点。但传统的静电纺丝设备纺丝效率低，限制了纳米纤维的批量生产，因此自由液面纺应运而生。自由液面静电纺丝作为新型的纺丝方法，其纺丝原理是利用高压电场所提供的静电力克服聚合物液面的表面张力，在聚合物液面形成泰勒锥，并进一步形成射流，射流在电场力的作用下被拉细成纳米纤维。然而普通自由液面纺虽然能实现批量制备纳米纤维，但也存在射流不稳定，溶液容易凝固，纺丝均匀性差，以及容易产生资源浪费等缺陷。由于某些纺丝溶液粘度较高，在纺丝过程中溶液发生凝固的现象；以及由于重力的作用，一些添加在溶液中的物质例如石墨烯(gr)、碳纳米管(cnt)等在长时间的纺丝过程中会发生团聚沉淀的现象，导致纺制出的纤维膜质量不一，不能满足实验和生产要求。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种锯齿槽
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齿轮滚动式静电纺丝装置，其能够降低纺丝溶液粘度并提高纺丝溶液的均匀性和分散性，以提高纺丝效率。
4.为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种锯齿槽
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齿轮滚动式静电纺丝装置，包括：
5.喷丝机构；
6.与所述喷丝机构电性连接的高压静电发生器；
7.设置在所述喷丝机构一侧以接收制得的纳米纤维的接收机构，所述接收机构接地，以与所述喷丝机构之间形成静电场；
8.其中，所述喷丝机构包括用以盛放纺丝溶液的齿槽、与所述齿槽啮合的齿轮、及用以驱动所述齿轮沿所述齿槽转动的驱动组件。
9.进一步地，所述齿槽具有尖端部，所述尖端部与所述纺丝溶液的纺丝液面齐平。
10.进一步地，所述喷丝机构呈圆环状，圆环状所述喷丝机构具有中空部，所述驱动组件设置在所述中空部内。
11.进一步地，所述驱动组件包括与所述齿轮连接以驱动所述齿轮沿所述齿槽的周向旋转的第一电机、及与所述第一电机连接以驱动所述第一电机沿所述齿槽的轴向旋转的第二电机。
12.进一步地，所述接收机构为滚筒。
13.进一步地，所述锯齿槽
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齿轮滚动式静电纺丝装置还包括用以为所述齿槽供液的供液机构。
14.本实用新型的有益效果在于：通过设置有齿槽及与齿槽啮合、且在驱动组件的驱
动下沿齿槽转动的齿轮，以使得齿轮在沿齿槽转动时能够对纺丝溶液进行搅动，以防止纺丝溶液凝固，使得纺丝溶液分散均匀；同时，齿轮和齿槽上沾有纺丝溶液，形成多个纺丝位点，以提高纺丝效率。
15.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
16.图1为本技术的锯齿槽
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齿轮滚动式静电纺丝装置的结构示意图。
具体实施方式
17.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。
18.请参见图1，本实用新型的一较佳实施例中的一种锯齿槽
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齿轮滚动式静电纺丝装置，其包括用以盛放纺丝溶液的喷丝机构3、与所述喷丝机构3电性连接的高压静电发生器5、及设置在所述喷丝机构3一侧以接收制得的纳米纤维的接收机构6，其中，喷丝机构3与高压静电发生器5的正极连接，所述接收机构6 接地7，以使得接收机构6与喷丝机构3之间形成静电场，从而使得纺丝溶液在静电场的作用下形成射流最终拉伸成纳米纤维。故，喷丝机构的材料为导电材料，例如导电金属、导电塑料等。在本实施例中，喷丝机构为导电金属，该导电金属可以为铜、铁等，在此不做具体限定，根据实际情况而定。
19.所述接收机构6设置在所述喷丝机构3的正上方，进而更好的接收纳米纤维。在本实施例中，所述接收机构6为滚筒，滚筒6在驱动电机的作用下转动亦或者手动转动，进而使得纳米纤维均匀的被接收在滚筒上。诚然，在其他实施例中，所述接收机构6也可为接收板等，在此不做具体限定，根据实际情况而定。
20.所述喷丝机构3包括用以盛放纺丝溶液的齿槽8、与所述齿槽8啮合的齿轮 1、及用以驱动所述齿轮1沿所述齿槽8转动的驱动组件2。其中，所述齿槽8 具有尖端部81，所述齿槽8可以沉浸在纺丝溶液内，所述尖端部81与纺丝溶液面齐平设置，在此不做具体限定，根据实际情况而定。在本实施例中，所述尖端部81与纺丝溶液的纺丝液面齐平设置，以使得尖端部81提供纺丝位点，从而提高纺丝效率。
21.所述驱动组件2驱动所述齿轮1沿所述齿槽8转动，齿轮1在与齿槽8啮合的同时，纺丝溶液也存留在齿轮1上，同时齿轮1上暴露在空气中的纺丝溶液不断替换更新，防止齿轮1上纺丝溶液及纺丝溶液面在空气中凝固，提高纺丝溶液的均匀性和分散性。同时，齿轮1具有突出部，纺丝溶液可在齿槽8的尖端部81和齿轮1的突出部上形成多个纺丝位点，从而达到提高纺丝效率的效果。
22.在本实施例中，所述喷丝机构3呈圆环状，圆环状所述喷丝机构3具有中空部，所述驱动组件2设置在所述中空部内。所述驱动组件2包括与所述齿轮1 连接以驱动所述齿轮1沿所述喷丝机构3的周向旋转的第一电机、及与所述第一电机连接以驱动所述第一电机沿所述喷丝机构3的轴向旋转的第二电机，所述喷丝机构3的周向即水平方向，所述喷丝机构3的轴向即为竖直方向。诚然，在其他实施例中，所述驱动组件2的结构也可为其他，例如丝杠
与传动机构的组合方式，在此不做具体限定，根据实际情况而定。
23.所述锯齿槽
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齿轮滚动式静电纺丝装置还包括用以为所述喷丝机构3供液的供液机构4，所述供液机构4通过导液管与所述喷丝机构3连接，该供液机构4 为常规结构，在此不做赘述。其中，供液机构4可直接将纺丝溶液输送至齿槽8 内，亦或者，喷丝机构3具有中空部，供液机构4与中空部连通。此时，尖端部81上还设置有与中空部连通的通孔，从而使得纺丝溶液自中空部流至齿槽8 内直至与尖端部81齐平。
24.本实用新型的实施过程为：打开供液机构4将纺丝溶液以恒定速率注入齿槽8中至以使得纺丝溶液面与尖端部81齐平，与此同时，打开高压静电装置和驱动组件2，齿轮1在驱动组件2的控制下在齿槽8中不断滚动，齿槽8和齿轮 1上的纺丝溶液在高压静电的作用下形成泰勒锥，泰勒锥的表面张力在电场力的作用下被进一步克服产生射流，射流在高压电场内的静电力的作用下被拉细成丝并由接收机构6接收，最终形成大量均匀的纳米纤维。
25.综上所述：通过设置有齿槽8及与齿槽8啮合、且在驱动组件2的驱动下沿齿槽8转动的齿轮1，以使得齿轮1在沿齿槽8转动时能够对纺丝溶液进行搅动，以防止纺丝溶液凝固，使得纺丝溶液分散均匀；同时，齿轮1和齿槽8上沾有纺丝溶液，形成多个纺丝位点，以提高纺丝效率。
26.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。
27.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。