[实用新型]用于大规模生产纳米纤维的高压静电纺丝设备的喷头

说明书

本实用新型公开了一种用于大规模生产纳米纤维的高压静电纺丝设备的喷头，包括中空管座和不锈钢毛细管，所述中空管座的底端连设有螺纹连接头，所述中空管座的顶端连设有毛细管卡口，所述不锈钢毛细管的底端与所述毛细管卡口连接，所述不锈钢毛细管的顶端面上设有细小的缺口。缺口的设计可以降低静电纺丝过程中泰勒锥底面的高度，解决了多喷头大门幅高压静电纺丝设备在工作过程中个别喷头顶端泰勒锥过大造成纺丝液积累，最后被整体吸附至收集装置上造成纳米纤维膜的二次溶解被破坏。本实用新型将测底解决多喷头高压静电纺丝生产纳米纤维膜过程中液滴飞溅造成最终成品疵点的问题。

技术领域

本实用新型属于静电纺丝领域，具体涉及一种用于大规模生产纳米纤维的高压静电纺丝设备的喷头。

背景技术

静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝，在电场作用下，喷头处的液滴会由球形变为圆锥形(即“泰勒锥”)，并从圆锥尖端延展得到纤维细丝，这种方式可以生产出亚微米级或者纳米级直径的聚合物纤维材料。通过静电纺丝技术制备纳米纤维材料是近十几年来世界材料科学技术领域的最重要的学术与技术活动之一，静电纺丝并以其制造装置简单、纺丝成本低廉、可纺物质种类繁多、工艺可控等优点，已成为有效制备纳米纤维材料的主要途径之一。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。

常规静电纺丝装置是将高分子流体输送到接有高压电源的单喷头喷口处，高分子流体在高压电场力作用下形成微纳米纤维，并堆积在接地的负极表面接收装置上，纤维随机堆积叠加形成薄膜材料。但是由于单个喷头工作效率极低，很难满足工业化的生产需求，为此近年来不少学者对电纺丝装置各个组件进行了大量革新研究，譬如有专家学者设计了无喷头静电纺丝组件(中国专利CN102140701B)，并列喷头(中国专利CN101225554A)、多喷头(世界专利WO2006049664，WO2005099308；中国专利ZL200410025622.6，CN100455705C等)，这些技术一定程度上满足了静电纺丝生产的高效率、有序化及规膜化生产的技术需求。

在无喷头静电纺丝装置中，由于纺丝组件浸泡在高分子纺丝液流体中，高分子流体被暴露在空气中，粘度会随着温度以及溶剂的挥发而急剧变化，生产的纳米纤维产品质量很难控制，最终生产纳米纤维膜质量不均匀，品质无法控制。在多喷头设备中，喷头与喷头之间的电场难免会产生相互的影响，造成极少数喷头顶端的球形液滴表面的电荷密度很少，不能有效形成泰勒锥，高分子流体不能被拉伸成纤维并在喷头喷口处严重堆积，最终被吸附至纳米纤维收集装置上，造成纳米纤维膜二次溶解并被破坏产生疵点。因此目前的多喷头静电纺丝装置只能用于生产一些对疵点没有太高要求的空气过滤材料等纳米纤维产品，根本无法用于生产类似电池隔膜及防水透气膜等一些对均匀度和疵点要求很高的产品。

实用新型内容

对此，本实用新型旨在提供一种用于大规模生产纳米纤维的高压静电纺丝设备的喷头，以解决多喷头静电纺丝设备在工作中个别喷头由于受电场干扰而无法纺丝并造成纺丝液滴飞溅的问题。

实现本实用新型目的的技术方案是：

一种用于大规模生产纳米纤维的高压静电纺丝设备的喷头，包括中空管座和不锈钢毛细管，所述中空管座的底端连设有螺纹连接头，所述中空管座的顶端连设有毛细管卡口，所述不锈钢毛细管的底端与所述毛细管卡口连接，所述不锈钢毛细管的顶端面上设有细小的缺口。

上述技术方案中，所述中空管座的内径为0.1～10mm。

上述技术方案中，所述螺纹连接头、中空管座、毛细管卡口的材质是铝、铜或不锈钢。

上述技术方案中，所述不锈钢毛细管的外径为0.4～2mm，内径为0.2～1.8mm，长度为10～100mm。

上述技术方案中，所述缺口的宽度为0.1～2mm，缺口的深度为0.1～2mm。