[实用新型]一种电动风叶式静电纺丝喷头

说明书

技术领域

本实用新型属于静电纺丝装置的技术领域，特别是涉及一种电动风叶式静电纺丝喷头。

背景技术

静电纺丝是一种生产纳米纤维常用的方法，近十几年来得到了广泛的研究开发和使用，具有操作简单以及较广泛的适用性等特点，其产品多用于高效的过滤材料、生物医学材料、化学传感器等高科技领域。

高压静电纺丝是将聚合物溶液或熔体带上几千至上万伏高压静电，带电液滴在电场力作用下在Tay1or锥顶被加速，当电场力足够大时，聚合物液滴可克服表面张力形成喷射细流。带电的聚合物射流在电场力、黏滞阻力、表面张力等作用下被拉伸细化，同时带电射流在电场中由于存在表面电荷而发生弯曲。细流在喷射过程中溶剂蒸发或固化，最终落在接收装置上，形成类似无纺布的纳米纤维毡。在静电纺丝过程中，溶液细流受较大倍数的牵引拉伸，具有一定的取向结构。

高压静电纺丝一直是纳米纤维制备领域的研究热点之一。研究人员为了提高静电纺丝的生产效率，对纺丝装置进行了较多的研究，对喷头研究较多集中在利用单个毛细管或对其进行组装以实现较高的生产效率，在此过程中，毛细管似乎已成为静电纺丝的必要元件之一，这种情况在如今纺织业对于纳米纤维的静电纺丝都普遍采用单喷头或多喷头针筒式纺丝装置得以很好的体现。常见的针头式喷头，喷丝孔直径多处于微米级，一般采用机械力推动溶液挤出，在静电场中形成泰勒锥，从而抽拔出一根或较多根喷射流。此种形式喷头容易出现喷丝孔堵塞现象，导致生产中断，影响生产效率，且不易维护。目前研究的有无针头式喷丝头，此种喷丝头多为敞开式，聚合物溶液直接与空气接触，采用向上喷丝的形式。但此种方法由于溶剂较易挥发而使聚合物溶液表面固化，造成抽拔困难，同等条件下难以形成稳定射流，影响纺丝过程的顺利进行。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电动风叶式静电纺丝喷头及其使用方法，避免了毛细管或针头式喷头容易堵塞、效率较低以及清洗困难的弊端，改进了敞开式喷头难以形成射流的缺点，通过此喷头可较易形成多股稳定射流，大大提高了静电纺丝的效率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种电动风叶式静电纺丝喷头，包括喷丝头、金属叶片以及驱动电机，所述的驱动电机固定在底座上，并通过履带与中心转轴相连，所述的中心转轴连于金属叶片的中心轴上，所述的金属叶片设在所述的喷丝头内，所述的喷丝头外有接线柱，所述的喷丝头和接线柱置于支架上，所述的支架固定在底座上，所述的底座上还设有屏蔽罩，并位于驱动电机的一侧。

所述的喷丝头为敞开式圆盘，由有机玻璃制成；所述的喷丝头与金属叶片配合形成风叶式静电纺丝喷头。

所述的金属叶片采用导电性较好的材质，单个叶片下端与垂直方向的角度为0-60度，叶片上端呈铅直状态，并在上沿分布有金属尖端。

所述的金属叶片通过接线柱接通高压静电。

所述的中心转轴由两部分组成，其中上半部分由金属制成，通过密封式轴承安装在喷丝头的底盘上，下半部分由有机玻璃制成；所述的支架和底座均由绝缘材料制成。

所述的电动风叶式静电纺丝喷头应用在聚合物静电纺丝中。

有益效果：

本实用新型用的喷丝头端，为敞开式无针头式喷头，避免了毛细管结构装置或针头装置堵塞现象的发生，无需频繁更换和清洗喷丝孔，大大提高了生产效率，使用后容易清洗；采用金属风叶对喷丝头端内所盛溶液进行搅动，使溶液处于动态回流状态，叶片倾斜角度与转动方向配合，再加上设置在其上沿的金属尖端，(理想情况下可使溶液沿叶片表面爬升至尖端得以放电形成射流)可在同一电压作用下形成多个泰勒锥，从而更容易形成多股射流，提高了喷头纺丝的稳定性，改进了现有装置的可靠性，可实现纳米纤维的连续和规模化生产。

附图说明

图1为喷头装置的结构示意图；

图2为喷丝头俯视图。

图中：1-喷丝头、2-金属叶片、3-中心转轴、4-履带、5-驱动电机、6-屏蔽罩、7-底座、8-支架、9-接线柱

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。