本技术涉及静电纺丝设备,特别涉及一种取向纳米纤维制备装置。
背景技术:
1、有序纳米纤维材料因其具有独特的光、电、磁等性能,在光电子器件、生物医学等领域具有广阔的应用前景,近几年来成为科学研究的热点。静电纺丝技术因其具有能耗低,设备简单,工艺条件可控的优势,已经成为了制备纳米纤维的主要方法之一,然而,在静电纺丝过程中,射流的不稳定运动导致了沉积在收集板上的纳米纤维是随机排列的,从而限制了纳米纤维膜的应用领域,因此采用静电纺丝技术制备高度有序和可控的纳米纤维膜成为了这个领域的热点。
2、专利申请号为cn200810102096.7公开了一种取向可控静电纺丝纳米聚合物纤维的制备原理及新方法,利用对金属喷头施加正高压、对两个平行板施加负高压,采用平行电极接收是有效且快速制备取向纳米纤维的方法之一,但是其两个平行板连接负高压时,两个平行板坐落在一块更大的导电基底上,这样就扩大了负高压的延伸范围,使得纺丝装置和接收装置之间无法形成一个稳定的高压静电场,易使纤维丝乱飞,存在安全隐患,并且两个平行板之间收集的纤维丝不便提取与转移到其他基底上作进一步的加工。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本实用新型提供一种取向纳米纤维制备装置,该纳米纤维制备装置的负高压集中,纤维丝集中吸附,提高了安全性,且得到的纤维丝更容易提取与转移。
2、本实用新型通过以下技术方案实现:
3、一种取向纳米纤维制备装置,包括纳米纤维发生器、可调节安装架、高压电源和纳米纤维接收器,所述纳米纤维发生器固定在所述可调节安装架上且和所述高压电源的正极端电连接用于喷射出射流,所述纳米纤维接收器包括支撑架、驱动电机、连接轴套、第一接收盘、第二接收盘、套环、导电组件,所述驱动电机和导电组件固定在所述支撑架上,所述连接轴套为绝缘材料且固定套设在所述驱动电机的旋转轴上,所述第一接收盘、第二接收盘和套环均固定套设在所述连接轴套上,且所述套环位于所述第一接收盘和第二接收盘之间,所述导电组件一端和所述高压电源的负极端电连接、另一端和所述第二接收盘连接,所述射流形成的取向纳米纤维位于所述第一接收盘和第二接收盘之间且沉积在所述第一接收盘和第二接收盘的弧形边缘上。
4、进一步的,所述第一接收盘和第二接收盘的规格相同且呈圆盘状。
5、进一步的,所述第一接收盘和第二接收盘之间的距离d为10-28mm。
6、进一步的,所述纳米纤维接收器还包括锁紧件,所述锁紧件一端和所述连接轴套螺纹连接的同时与所述第二接收盘抵接、另一端和所述导电组件配接,所述第二接收盘远离所述锁紧件一端和所述套环抵接,所述套环远离所述第二接收盘的一端与所述第一接收盘抵接,所述第一接收盘远离所述套环的一端和所述连接轴套抵接。
7、进一步的,所述连接轴套上凸设有挡板,所述第一接收盘远离所述套环的一端和所述挡板抵接。
8、进一步的,所述锁紧件包括平板部以及凸设在所述平板部上的连接部和抵接部,所述连接部与所述连接轴套螺纹连接,所述抵接部和所述第二接收盘抵接。
9、进一步的,所述平板部内开设有凹槽,所述凹槽内固定设置有连接件,所述连接件和所述导电组件配接。
10、进一步的,所述连接件包括轴承和连杆,所述轴承的外圈与形成所述凹槽的内壁固定连接,所述连杆一端和所述轴承的内圈固定连接,另一端和所述导电组件配接。
11、进一步的,所述导电组件包括导电杆和弹簧,所述导电杆和所述支撑架固定连接,所述弹簧一端套设在所述导电杆上、另一端套设在所述连杆上。
12、进一步的,所述支撑架包括底座、垫块和支架,所述垫块和支架均和所述底座固定连接,所述驱动电机固定在所述垫块上,所述导电杆固定在所述支架上,且所述垫块和支架均为绝缘材料。
13、相比于现有技术,本实用新型的优点在于:
14、1、通过连接的负高压只集中在第一接收盘和第二接收盘上,缩小了负高压的延伸面积,纤维丝集中吸附,提高了安全性,且得到的纤维丝更容易提取与转移。
15、2、通过连接正高压的纺丝喷头,连接负高压的第一接收盘和第二接收盘,两者之间形成一定的电位差,利用对第一接收盘和第二接收盘施加负高压以形成平行电极,带正电荷的纤维丝在下落的过程中受电场力的牵引拉伸和定向吸附的作用,被拉直在垂直于电极的方向沉积,使得每一根纤维都搭载在第一接收盘和第二接收盘弧形边缘之间,然后将玻片一端放置在第一接收盘和第二接收盘弧形边缘之间,顺着接收盘转动方向把纤维丝挑落到破片上,即可得到取向结构的纤维丝,此装置结构简单,易于操作。
16、3、该纳米纤维接收器把驱动电机与第一接收盘和第二接收盘整合在都一起,但两者之间有绝缘材质连接轴套连接,既能保证第一接收盘和第二接收盘平稳运转,又能隔绝静电,保护驱动电机。
1.一种取向纳米纤维制备装置,包括纳米纤维发生器(1)、可调节安装架(2)、高压电源(3)和纳米纤维接收器(4),所述纳米纤维发生器(1)固定在所述可调节安装架(2)上且和所述高压电源(3)的正极端(30)电连接用于喷射出射流(5),其特征在于,所述纳米纤维接收器(4)包括支撑架(40)、驱动电机(41)、连接轴套(42)、第一接收盘(43)、第二接收盘(44)、套环(45)、导电组件(46),所述驱动电机(41)和导电组件(46)固定在所述支撑架(40)上,所述连接轴套(42)为绝缘材料且固定套设在所述驱动电机(41)的旋转轴(410)上,所述第一接收盘(43)、第二接收盘(44)和套环(45)均固定套设在所述连接轴套(42)上,且所述套环(45)位于所述第一接收盘(43)和第二接收盘(44)之间,所述导电组件(46)一端和所述高压电源(3)的负极端(31)电连接、另一端和所述第二接收盘(44)连接,所述射流(5)形成的取向纳米纤维位于所述第一接收盘(43)和第二接收盘(44)之间且沉积在所述第一接收盘(43)和第二接收盘(44)的弧形边缘上。
2.根据权利要求1所述的取向纳米纤维制备装置,其特征在于,所述第一接收盘(43)和第二接收盘(44)的规格相同且呈圆盘状。
3.根据权利要求1所述的取向纳米纤维制备装置,其特征在于,所述第一接收盘(43)和第二接收盘(44)之间的距离d为10-28mm。
4.根据权利要求1所述的取向纳米纤维制备装置,其特征在于,所述纳米纤维接收器(4)还包括锁紧件(47),所述锁紧件(47)一端和所述连接轴套(42)螺纹连接的同时与所述第二接收盘(44)抵接、另一端和所述导电组件(46)配接,所述第二接收盘(44)远离所述锁紧件(47)一端和所述套环(45)抵接,所述套环(45)远离所述第二接收盘(44)的一端与所述第一接收盘(43)抵接,所述第一接收盘(43)远离所述套环(45)的一端和所述连接轴套(42)抵接。
5.根据权利要求4所述的取向纳米纤维制备装置,其特征在于,所述连接轴套(42)上凸设有挡板(420),所述第一接收盘(43)远离所述套环(45)的一端和所述挡板(420)抵接。
6.根据权利要求4所述的取向纳米纤维制备装置,其特征在于,所述锁紧件(47)包括平板部(470)以及凸设在所述平板部(470)上的连接部(471)和抵接部(472),所述连接部(471)与所述连接轴套(42)螺纹连接,所述抵接部(472)和所述第二接收盘(44)抵接。
7.根据权利要求6所述的取向纳米纤维制备装置,其特征在于,所述平板部(470)内开设有凹槽(473),所述凹槽(473)内固定设置有连接件(48),所述连接件(48)和所述导电组件(46)配接。
8.根据权利要求7所述的取向纳米纤维制备装置,其特征在于,所述连接件(48)包括轴承(480)和连杆(481),所述轴承(480)的外圈与形成所述凹槽(473)的内壁(474)固定连接,所述连杆(481)一端和所述轴承(480)的内圈固定连接,另一端和所述导电组件(46)配接。
9.根据权利要求8所述的取向纳米纤维制备装置,其特征在于,所述导电组件(46)包括导电杆(460)和弹簧(461),所述导电杆(460)和所述支撑架(40)固定连接,所述弹簧(461)一端套设在所述导电杆(460)上、另一端套设在所述连杆(481)上。
10.根据权利要求9所述的取向纳米纤维制备装置,其特征在于,所述支撑架(40)包括底座(400)、垫块(401)和支架(402),所述垫块(401)和支架(402)均和所述底座(400)固定连接,所述驱动电机(41)固定在所述垫块(401)上,所述导电杆(460)固定在所述支架(402)上,且所述垫块(401)和支架(402)均为绝缘材料。