[发明专利]一种阵列式静电纺丝喷射装置

说明书

技术领域

本发明涉及静电纺丝技术领域，更进一步涉及一种阵列式静电纺丝喷射装置。

背景技术

静电纺丝是高分子流体静电雾化的特殊形式，静电纺丝采用的是较高粘度的非牛顿流体，在高压静电发生器的作用下，喷丝装置与接收装置之间形成高压静电场，聚合物溶液在喷嘴处形成液滴并被充电，带电液滴在电场力作用下在Taylor锥顶被加速，当电场力足够大时，带电液滴克服表面张力形成带电射流，可以运行相当长的距离，带电射流在静电纺丝空间运行时，伴随溶剂挥发、弯曲和拉伸，最终被接收装置收集，固化形成纤维材料。

随着纳米技术的发展，静电纺丝作为一种简便有效的可生产纳米纤维的新型加工技术，将在生物医用材料、过滤及防护、催化、能源、光电、食品工程、化妆品等领域发挥巨大作用。

工业生产过程中，需要设置多根针式喷嘴同时喷射多条纺丝，以满足大批量生产的要求。目前用于工业化生产的静电纺丝装置通常并排设置多组喷头，各喷头之间相互平行，但各喷头之间形成的电场之间发生相互干扰，电场线并非沿喷头的长度方向分布，因此喷头所喷出的纺丝就会受到其他方向的分力，影响最终成品的质量。

发明内容

本发明提供一种阵列式静电纺丝喷射装置，使电场的分布更加均匀，提升纺丝成品的质量，具体方案如下：

一种阵列式静电纺丝喷射装置，包括供液底座和针式喷嘴，所述供液底座为截面呈梯形的四棱柱，所述针式喷嘴可拆卸地设置在所述供液底座梯形截面中顶边和两腰所在的平面上，所述针式喷嘴垂直于各自所在的表面；所述针式喷嘴中六个为一组，其在水平面上投影的连线构成六边形，所述供液底座的三个面中、每个面上设置两个所述针式喷嘴；所述针式喷嘴连通于所述供液底座的溶液腔，在电场力的引导下从所述针式喷嘴中喷出；所述供液底座上呈线性阵列分布多个组成六边形的所述针式喷嘴。

可选地，所述针式喷嘴的外表呈圆锥状，从与所述供液底座连接的一端向另一端渐缩设置，所述针式喷嘴通过螺纹与所述供液底座连接固定。

可选地，所述供液底座的截面为等腰梯形，梯形底角的角度为20～25度。

可选地，六个所述针式喷嘴与所述供液底座连接点的连线为正六边形。

可选地，相邻的两个正六边形的顶点相对。

可选地，相邻的两个正六边形顶点之间的间距与正六边形的边长相等。

可选地，所述针式喷嘴的直径为0.5～1.5mm，长度为10～20mm，每个所述针式喷嘴的尺寸相同；所述针式喷嘴的连线构成的正六边形边长为15～25mm；所述基座梯形截面的高为6～7mm。

可选地，所述供液底座的上表面距离收集装置的间距为150～175mm。

可选地，所述供液底座、所述针式喷嘴和所述收集装置均由铜制成，所述针式喷嘴处施加的电压为20kV。

本发明提供了一种阵列式静电纺丝喷射装置，包括供液底座和针式喷嘴，供液底座为截面呈梯形的四棱柱，针式喷嘴可拆卸地设置在供液底座中的三个外表面上，若发生堵塞或损坏可及时更换，分别为梯形截面中顶边和两腰所在的平面；针式喷嘴中六个为一组，六个针式喷嘴在水平面上投影的连线可构成六边形，供液底座的三个面中、每个面上设置两个针式喷嘴；针式喷嘴连通于供液底座的溶液腔，针式喷嘴施加电压后，溶液在电场力的引导下从针式喷嘴中喷出；供液底座上呈线性阵列分布多个组成六边形的针式喷嘴。

本发明中每六个针式喷嘴的连线构成一个六边形，相对于传统的相互平行设置的喷嘴结构，在施加电压后，各针式喷嘴所形成的电场发生相互影响，由于针式喷嘴之间不相互平行，呈一定的夹角，在一定程度上可以抵消电场力在各针式喷嘴垂直方向上的分量，使电场力的合力沿各针式喷嘴的延伸方向，电场的分布更为均匀，可以使纺丝在电场力的引导向沿长度方向运动，提高纺丝的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明阵列式静电纺丝喷射装置的正视图；

图2为本发明阵列式静电纺丝喷射装置的侧视图；

图3为本发明阵列式静电纺丝喷射装置的俯视图；

图4为采用本发明阵列式静电纺丝喷射装置所得到的一种电场图；

图5A为平面上设置三排平行喷嘴的结构图；

图5B为平面上设置三排平行喷嘴得到的电场图；