一种气流辅助静电纺丝环形喷嘴和静电纺丝装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种静电纺丝用喷嘴，尤其是一种气流辅助静电纺丝环形喷嘴。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]静电纺丝法应用广泛，许多合成聚合物、纤维素、蛋白质等各种原料都能进行纺丝，并可以在纺丝过程中加入抗生物质、纳米粒子等，制备出各种功能性纤维。用静电纺丝法制得的纤维比传统纺丝技术制得的纤维细得多，直径一般可以控制在几十纳米至几微米之间。所获得的功能性纳米材料具有抗菌、防紫外线、远红外线、导电、阻燃、防辐射等功能。随着近年来纳米技术的不断发展，静电纺丝已成为制备纳米纤维的重要方法而备受关注。
[0004]目前的静电纺丝法简单、易操作，但是有如下缺点，采用针头纺丝，时常发生枕头堵塞现象，影响纺丝的持续进行。同时，针头纺丝产量太小，效率太低。另一方面，由于只利用静电作用力进行纺丝，对于粘度比较大的溶液难以控制纤维直径。
【发明内容】
[0005]为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种气流辅助静电纺丝环形喷嘴，该喷嘴清洗方便，不易堵塞，适应多种溶液体系的静电纺丝，结构简单，制造成本低。
[0006]本发明解决其技术问题采用的技术方案是:包括环状喷嘴和包围环状喷孔的气流喷孔，所述环状喷嘴包括上端开口部分收窄的环状孔和位于下端的纺丝溶液进口，纺丝溶液进口穿过环状喷孔伸向外界，所述气流喷孔为一封闭的环形腔体，在环形腔体的下端具有一个气体入口，从气体入口引入常温气体或加热气体，加上静电场后，在气体气流或加热气体气流的辅助拉伸下，在环状喷嘴圆周形成多股喷射流。
[0007]本发明的另一个目的在于提供一种本发明静电纺丝装置，该静电纺丝装置适应多种溶液体系的静电纺丝，结构简单，制造成本低，其喷嘴清洗方便，不易堵塞。
[0008]本发明解决其技术问题采用的技术方案是:包括如权利要求1所述的气流辅助静电纺丝环形喷嘴，将喷嘴水平安装在静电纺丝装置上，位于接收板的正下方。
[0009]相比传统的纺丝头，本发明的一种气流辅助静电纺丝环形喷嘴，首先，不需要加工微孔；其次，环状喷嘴出口部分的缝隙宽度可以根据纺丝液体系设计成不同宽度；再者，环形气流喷孔可以通过控制不同的气体温度，辅助降低溶液粘度；又再者，由于采用自下而上的喷丝方式，因此还适用于低粘度的溶液纺丝，而不会发生自发滴落的现象，此外，相比现有的许多种结构的静电纺丝喷嘴，本发明的结构明显较为简单，并且制造成本大大降低。
【附图说明】
[0010]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0011]图1是本发明一实施例的结构示意图。
[0012]图2是图1中A-A处的剖视图。
[0013]图中:1、纺丝溶液进口，2、气流喷孔，3、环状喷嘴，4、气体入口，5、喷射流，6、环状孔。
【具体实施方式】
[0014]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
[0015]图1和图2示出了本发明一个较佳的实施例的结构示意图，图中的一种气流辅助静电纺丝环形喷嘴，包括环状喷嘴3和包围环状喷孔的气流喷孔2，所述环状喷嘴3包括上端开口部分收窄的环状孔6和位于下端的纺丝溶液进口 1，纺丝溶液进口 1穿过环状喷孔伸向外界，所述气流喷孔2为一封闭的环形腔体，在环形腔体的下端具有一个气体入口 4，从气体入口 4引入常温气体或加热气体，由于气流喷孔2是包围在环状喷嘴3周围的，即环状喷嘴3位于气流喷孔2的封闭腔内，当纺丝溶液从纺丝溶液进口 1流到环状喷嘴3呈狭缝口一般(即上端开口部分收窄)的环状孔6时，加上静电场后，在气体气流或加热气体气流的辅助拉伸下，在环状喷嘴3圆周就会形成多股喷射流5。
[0016]作为本发明的一种具体实现方案是，所述纺丝溶液进口 1通过注射栗通入PAN溶液，所述气体入口 4通入的气体是氮气。本发明可进行悬浊液或各种溶液体系静电纺丝。
[0017]本发明的一种实施例选材为:所述环状喷嘴3为不锈钢材质加工，纺丝溶液进口 1由聚乙烯或聚四氟乙烯材质制作而成，所述气流喷孔2的材质选用聚四氟乙稀，气体入口 4的材质采用聚四氟乙烯。
[0018]本发明还提供了一种静电纺丝装置，包括如权利要求1所述的气流辅助静电纺丝环形喷嘴，其是将喷嘴水平安装在静电纺丝装置上，并且静电纺丝装置的接收板在喷嘴的正上方。当环状喷嘴3呈狭缝口一般的环状孔6均匀分布有PAN溶液时，加上静电场，多股喷射流5沿着环状喷嘴3的环状孔6均匀喷出，可纺得直径在50?700nm之间的纤维。
[0019]本发明还可以在外部加上加热装置，或采用热气流辅助，则可适用于熔体纺丝。
[0020]以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所作出任何简单修改和同等变化，均落入本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种气流辅助静电纺丝环形喷嘴，其特征是:包括环状喷嘴(3)和包围环状喷孔的气流喷孔(2)，所述环状喷嘴(3)包括上端开口部分收窄的环状孔(6)和位于下端的纺丝溶液进口(1)，纺丝溶液进口(1)穿过环状喷孔伸向外界，所述气流喷孔(2)为一封闭的环形腔体，在环形腔体的下端设有一个气体入口(4)。2.根据权利要求1所述的一种气流辅助静电纺丝环形喷嘴，其特征是:所述纺丝溶液进口(1)通过注射栗通入PAN溶液，所述气体入口(4)通入的气体是氮气。3.根据权利要求1所述的一种气流辅助静电纺丝环形喷嘴，其特征是:所述环状喷嘴(3)为不锈钢材质加工，纺丝溶液进口(1)由聚乙烯或聚四氟乙烯材质制作而成，所述气流喷孔⑵的材质选用聚四氟乙烯，气体入口⑷的材质采用聚四氟乙烯。4.一种静电纺丝装置，其特征在是:包括如权利要求1所述的气流辅助静电纺丝环形喷嘴，将喷嘴水平安装在静电纺丝装置上，位于接收板的正下方。
【专利摘要】一种气流辅助静电纺丝环形喷嘴和静电纺丝装置，所述喷嘴包括环状喷嘴和包围环状喷孔的气流喷孔，环状喷嘴包括上端开口部分收窄的环状孔和位于下端的纺丝溶液进口，纺丝溶液进口穿过环状喷孔伸向外界，气流喷孔为一封闭的环形腔体，在环形腔体的下端具有一个气体入口，从气体入口引入常温气体或加热气体，加上静电场后，在气体气流或加热气体气流的辅助拉伸下，在环状喷嘴圆周形成多股喷射流；静电纺丝装置包括水平安装在其上且位于接收板的正下方的气流辅助静电纺丝环形喷嘴。本发明的喷嘴清洗方便，不易堵塞，适应多种溶液体系的静电纺丝，结构简单，制造成本低。
【IPC分类】D01D5/00
【公开号】CN105316778
【申请号】CN201510740575
【发明人】林永兴, 邵才珠, 刘学书, 刘荣升, 其他发明人请求不公开姓名
【申请人】扬州纳佰成纳米科技有限公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年11月4日