[实用新型]一种快速获得取向纳米纤维的静电直吸式装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及纳米纤维设备技术领域，具体涉及一种快速获得取向纳米纤维的静电直吸式装置。

背景技术：

静电纺丝是一种获得纳米纤维的有效方法，由于静电纺丝的极高速分化拉伸和固化特点，致使纤维只能以无序状沉积，这种无序结构极大限制了静电纺纳米纤维的应用范围。传统静电纺丝将正极与金属针头相连，利用喷射流的不断分化拉伸获得纳米纤维，由于喷射流的相互排斥，导致了纳米纤维的杂乱无序状排列。目前的研究均集中于设计特殊的喷丝方法及改进收集装置，或通过加设磁场控制器获得取向纤维，然而由于喷射流的极高速拉伸分化，始终难以稳定获得高取向纳米纤维。

此外，静电纺丝的成纤方式导致其生产效率低下，这阻碍了产业化进程。为提高静电纺丝速度，人们采用了许多方法，例如，200320122276.4、200610157106.8和200720103321.X等公开了多喷嘴静电纺丝装置。它是单喷嘴的基础上，通过增加喷嘴数量以提高产量。多喷嘴以其能够实现生产效率的倍增而受到人们的关注，但由于喷嘴间喷射流的相互排斥、不同喷嘴纺丝液的均匀喂入等问题限制了其应用。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种快速获得取向纳米纤维的静电直吸式装置，它能够快速获得取向纳米纤维，结构合理，操作方便，易于使纳米纤维产业化。

为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型是采用以下技术方案：它包含供液泵、高压静电发生器、电刷、金属丝、收集转辊和纺丝液喂入管，供液泵通过管道与纺丝液喂入管连接，收集转辊设置在纺丝液喂入管的下方，且收集转辊上平行排列有数道互不连接的金属丝，收集转辊下端设置有电刷，金属丝通过电刷与高压静电发生器的正极连接。

所述的纺丝液喂入管内径为0.5cm-1.0cm，其上方设置有槽口，槽口宽度为0.2-1.0mm。

所述的收集转辊位于纺丝液喂入管上方3-20cm处，收集转辊表面为绝缘材料，直径为4-8cm，转速为0-5000r/min。

所述的金属丝的间距为2-8mm，其排列方向与收集转辊轴向平行。

本实用新型的原理为：纺丝液经供液泵导入到纺丝液喂入管，随后从槽口均匀冒出，连接高压静电发生器正极的金属丝达到一定高压后，能够快速将从槽口冒出的纺丝液吸引形成喷射流，喷射流固化后沉积在依次转动的金属丝中间，获得取向纳米纤维。

本实用新型的有益效果为：

1、提高了静电纺纳米纤维的生产效率。传统静电纺丝中，无论是单喷嘴或多喷嘴静电纺丝，喷嘴的喂入量是有限的，而经过开槽式喂入管喂入纺丝液，相当于形成无数个喷嘴，纺丝速度得到极大提升。

2、能够获得高取向性纳米纤维。喷嘴式静电纺丝，金属喷嘴直接与高压静电相连，易造成喷射流的相互排斥，飞行拉伸轨迹为螺旋形或不断分化的“扫把”状，只能收集无序状排列的纳米纤维。而采用槽式喂入和静电直吸式纺丝，喷射流间的排斥性降低，飞行拉伸轨迹趋向直线型，为取向纳米纤维的制备提供了前提。此外，金属丝以一定间距排列在转辊表面，最低处的金属丝将随高速转动的转辊依次发生更替，喷射流将被转动的金属丝沿长度方向依次吸引，最终收集到取向纳米纤维。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图，

图2为本实用新型中纺丝液喂入管的截面结构示意图。

具体实施方式：

参照图1-图2，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含供液泵1、高压静电发生器2、电刷3、金属丝4、收集转辊5和纺丝液喂入管7，供液泵1通过管道与纺丝液喂入管7连接，收集转辊5设置在纺丝液喂入管7的下方，且收集转辊5上平行排列有数道互不连接的金属丝4，收集转辊5下端设置有电刷3，金属丝4通过电刷3与高压静电发生器2的正极连接。

所述的纺丝液喂入管7内径为0.5cm-1.0cm，其上方设置有槽口8，槽口8宽度为0.2-1.0mm。

所述的收集转辊5位于纺丝液喂入管7上方3-20cm处，收集转辊5表面为绝缘材料，直径为4-8cm，转速为0-5000r/min。

所述的金属丝4的间距为2-8mm，其排列方向与收集转辊5轴向平行。