[发明专利]一种多孔气泡静电纺丝装置

说明书

技术领域

本发明涉及静电纺丝领域，尤其涉及一种多孔气泡静电纺丝装置。

背景技术

静电纺丝技术是目前制备超细纤维和纳米纤维最直接也是最基本的方法之一，由静电纺丝技术制备的纳米纤维具有超高的比表面积、极大长径比、高表面活性、优越的机械性能（高强高韧）等特点，在纺织工程、环境工程、生物科技、医疗与卫生健康、能源贮存、军事与反恐安全等不同领域都具有十分广阔的应用前景。

目前实验室和工业界制备纳米纤维，均广泛采用单喷头或多喷头针筒式静电纺纳米纤维的装置。如中国专利ZL200410025622.6、ZL200420107832.5等；美国专利US6713001、US7326043、US6616435等。有不少改良或改变针筒式喷头设计，采用其他喷丝方式进行纺丝的装置，如中国专利ZL200610117671.1、ZL200710036447.4、ZL200710040316.3、ZL200420020596.3、ZL200820058415.4等，美国专利US7535019、US7390452等，日本专利JP2009120971-A、JP2009120972-A。还有改进接收装置的，如美国专利US5042789、US4589186等。

气泡静电纺丝技术是一项重要的制备纳米纤维技术，有很多学者对其工艺参数及喷丝体系等进行了研究，如中国专利ZL200420020596.3、ZL200410025622.6等；美国专利US6616435、US6753454等。

传统的纳米静电纺丝技术存在一些缺陷，产量低，同时受溶液溶度、粘性等性能影响较大，且由于针头直径较小，易堵塞针头。针对这些问题，何吉欢教授提出了气泡静电纺丝方法，但是，该方法仍处于实验室制备阶段，且气泡产生的均匀性难以控制，不能大规模的产业化生产，纳米纤维的产量问题仍然是迫切需要解决的。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种新型结构的多孔气泡静电纺丝装置，以克服上述缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可用于大批量高效率生产纳米纤维的多孔气泡静电纺丝装置，以弥补现有技术的不足与缺陷，满足生产和生活的需要。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多孔气泡静电纺丝装置，其包括贮液池、高压静电发生器、气泵、设于贮液池正上方的接收部、金属电极、与接收部连接的接地电极，所述贮液池的上端开口，所述贮液池通过金属电极与高压静电发生器相连，所述贮液池的溶液中置有一多线圈旋转金属导气管，所述多线圈旋转金属导气管通过金属电极与高压静电发生器相连，所述气泵与多线圈旋转金属导气管相连，所述多线圈旋转金属导气管上的圆形部分上穿有若干小孔。

优选的，在上述多孔气泡静电纺丝装置中，所述小孔孔径范围为1nm～5mm。

优选的，在上述多孔气泡静电纺丝装置中，所述接收部与旋转金属导气管的上端面之间的距离调节范围是0.1cm～100cm。

优选的，在上述多孔气泡静电纺丝装置中，所述气泵输出的气流流速范围是0～100m/s。

优选的，在上述多孔气泡静电纺丝装置中，所述高压静电发生器的输出电压范围是1V～100KV。

优选的，在上述多孔气泡静电纺丝装置中，所述气泵可用手风器代替。

优选的，在上述多孔气泡静电纺丝装置中，所述接收部为平板状的接收极板。

优选的，在上述多孔气泡静电纺丝装置中，所述接收部为滚筒。

从上述技术方案可以看出，本发明实施例的多孔气泡静电纺丝装置通过设置具有多个小孔的多线圈旋转金属导气管，多线圈旋转金属导气管旋转时，其上带有的溶液在静电力的作用下，可以产生大量的纳米纤维，可实现微米或纳米纤维的高效率、低耗能、连续化生产。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）通过多线圈旋转金属导气管上的多个小孔，旋转时，小孔上带有溶液，在气流作用下形成气泡，在静电力的作用下，气泡破裂形成喷流，可产生大量的纳米纤维，提高了纳米纤维的产量与生产效率。

（2）可实现微米或纳米纤维的高效率、低耗能、连续化生产。

（3）生产效率高，生产成本低，设备简单，易操作，适应性强。

附图说明