[实用新型]离心静电连续纺纳米纤维装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种离心静电连续纺纳米纤维装置。

背景技术

中国科学院长春应用化学研究所的发明专利申请（名称为“熔体和溶液离心纺丝制备非织造物的装置”，申请号为“200710306660.2”）中公开了环形隔片上的小孔及旋转盘壁上的喷丝口（类似于本申请文件所述的喷丝入口和喷槽出口），而小孔及喷丝口之间没有导液通道。对于小孔和喷丝口来说，从一个小孔出来的溶料有可能通过一个喷丝口喷出，也有可能从多个小孔出来的溶液仅通过一个喷丝口喷出，亦有可能从小孔出来的溶料甩在了相邻喷丝口之间的旋转盘壁体上，未能顺利快速的从喷丝口喷出，影响喷丝效率。

美国纳幕尔杜邦公司申请的发明专利（名称为“离心式溶纺纳米纤维方法”，专利号为“CN200880120862.0”）中有一个旋转的杯状体用于沉积进料，进料加热后形成的溶料在旋转杯状体的内园壁上形成膜，再过渡到环形的平面区域，使膜进一步变薄。由于旋转杯的内圆壁与环形的旋转平面相互垂直，受离心力的作用，膜在两个相互垂直面的交界处容易受力突变导致断裂，影响纳米纤维丝的连续形成。

青岛中科昊泰新材料科技有限公司与北京化工大学共同申请的发明专利申请（名称为“一种微分分流离心纺丝法制备纳米纤维的装置”，申请号为“201310163308.3”）中有一个旋转的圆锥面，使溶液向膜的形态过渡，在圆锥面的外沿有沟槽，在沟槽处，溶液膜被撕裂成丝状。所述沟槽呈径向的放射状分布，每个沟槽仅有一个溶液进口和一个溶液出口，影响纺丝效率及难以实现纳米级的纺丝。

一美国的专利申请（名称为“Apparatuses and methods for the deposition of nanofibers on substrate”申请公开号为“US20120295021A1”），其技术方案存在的缺陷：喷针或喷嘴在纺丝旋转盘的径向上的内孔横截面尺寸相同，溶料进入到喷针或者喷嘴直至到达出口被甩出其内孔尺寸没有变化，仅仅是利用离心力将溶料从内圆向直径大的外圆挤出，没有使溶料从多于进口数量的出口挤出，纺丝溶料没有进一步被分丝，影响丝的粗细程度。

发明内容

    本实用新型的目的在于解决上述问题而提供一种离心静电连续纺纳米纤维和连续收集装置，纺丝部上每个溶料入口都分别对应多个溶料出口，对应的每一个溶料入口和一个溶料出口之间通过通道导料，V形分切部，用于分切溶料膜，用于分切在通道中被离心甩出的溶料膜，使溶料膜被分切成宽度变窄的纳米纤维丝，同时提高分丝效率，此溶料出口方向与旋转杯旋转轴线垂直，方便后续收集装置进行收集。

本实用新型解决现有技术问题所采用的技术方案是：离心静电连续纺纳米纤维装置，其特征在于包括由驱动机构驱动的旋转杯，盖盒在旋转杯上的盖环；所述的旋转杯包括中空柱状的溶料部，位于溶料部上端的溶料膜成型环面，外接于溶料膜成型环面外沿的环形纺丝部，所述纺丝部上设有发射状分布的复数组纺丝槽，每组纺丝槽包括若干含溶料入口和溶料出口的通道，每个通道在纺丝部的区域内分叉为两个或两个以上的宽度变窄的通道，通道的分叉处形成V形分切部，用于分切在通道中被离心甩出的溶料膜，使溶料膜被分切成宽度变窄的纳米纤维丝。

对于现有技术来说，在纺丝旋转盘的平面或者斜面上的沿着径向分布的喷槽或者喷针的入口数为n₆ 。而处在纺丝旋转盘外沿的，也是径向分布的喷槽或者喷针的出口数为n₈ 。背景技术中例举的技术可以统一的归纳为：n₆= n₈。最典型的是喷针结构，其入口至出口之间的孔径尺寸未变，在离心力作用下的溶料在孔中有沿着圆周方向扩散或者铺展的势能被不变的孔径尺寸限制住，没有把离心力作用充分地发挥出来，离心力只是起到将溶料挤出形成纤维丝的作用，形成的纤维丝不能或者难以达到纳米级，即不能充分利用离心力扩散或者铺展溶料并分切溶料形成足够细度的纳米纤维丝。本实用新型专利申请技术的一个特点是采用n₆＜n₈ 的离心纺丝技术，n₆＜n₈自然就有径向通道的分叉概念，纺丝槽包括径向通道和裂变通道，径向通道是指“Y”的脚部的一字型部分，与径向通道连通的裂变通道是指“Y”的头部的“V” 字型部分。本实用新型专利申请正是基于径向通道的分叉的概念建立的，沿着径向分布的有多个“Y”字形平面拼接图样的连通的纺丝槽，并希望被甩出的纤维丝接近纳米尺寸，降低纳米纤维的形成对拉丝过程的依赖。而且，每一溶料入口都对应多个溶料出口的方式离心纺丝，效率高。