[发明专利]一种负压多射流细分式离心静电纺丝装置及其使用方法

说明书

本发明属于静电纺丝领域，特别是指一种负压多射流细分式离心静电纺丝装置及其使用方法。包括高速旋转电机、传动装置、装置支撑架、高压发生器、负压作用的接收装置和供液装置，还包括喷丝装置。供液装置通过输液管与喷丝器相接，喷丝器与外层为有绝缘材质芯层为金属的联轴器相连，联轴器与传送带与高速电机对接，有效的避开了喷丝器施加高压后，对旋转电机造成的影响。高压发生器的正极通过碳刷磨擦传电与联接轴相连、负极与接收装置相连。本发明在传统的静电纺丝上，施加离心力的作用，利用离心力和静电力共同拉伸聚合物溶液，采用狭缝式细分射流喷丝器，不仅可以纺出均匀的纳米纤维，更可以批量化生产纳米纤维。

技术领域

本发明属于静电纺丝领域，特别是指一种负压多射流细分式离心静电纺丝装置及其使用方法。

背景技术

伴随着生活质量的不断要求和环境污染的加剧，纳米纤维因为其直径极细，比表面积大、孔隙率高等优点能够作为防水透湿、空气过滤、能源储备等众多领域。静电纺丝被认为是制备纳米纤维的最有效的方法之一，其制备方法简单，成本低，但是纳米纤维的批量化生产一直是一大难题，静电纺丝制备的纳米纤维取向度差，生产效率低，从而限制了纳米纤维的规模化生产。离心纺丝法是一种制备纤维的传统方法，利用高速旋转装置所产生的离心力和剪切力促使聚合物熔体或溶液由细孔甩出而成纤维，纺丝效率高，制备的纤维膜纤维取向度高，但是制备的纤维直径较大。结合两种技术的优点，在提高纺丝效率的同时，不仅能够有效降低纳米纤维的细度，还能使得纤维排列整齐取向度好，力学性能优异，同时使的纺丝原料多样化。

多数的离心静电纺丝喷头采用梭型或圆柱形喷头，以普通针头为喷丝口，在保证纤维细度的同时能够适当增加纳米纤维的产量。但是因为针头的排布数量有限，从另一方面也限制了产量的进一步提升，例如专利CN 106521808 A所提到离心纺丝方法。除了有喷嘴的离心纺丝喷头，近几年无喷嘴离心静电纺丝喷头被科研工作者不断研发和改进，其中包括狭缝式喷丝器，筛网式喷丝器等。狭缝式喷丝器纺丝时流体从狭缝中挤出并分裂成多股射流，这种纺丝喷头，特点是高产量，但是纤维的粗细不匀，纤维结构层次不清晰。本发明意在离心静电纺丝的基础上，采用狭缝式纺丝喷头与筛网式相结合，进行射流的细分与精细化处理，在纺丝高效化的同时，确保纤维的直径均匀性，以实现连续高产的纳米纤维制备。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种负压多射流细分式离心静电纺丝装置及其使用方法。本发明在传统的静电纺丝基础上引入了离心力，在离心力和静电力的共同作用下，增加对聚合物射流的牵引力，拉伸形成纳米纤维，解决了纳米纤维的批量化生产及应用的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种负压多射流细分式离心静电纺丝装置，包括储液罐、供液泵、喷丝器、动力装置和高压发生装置，还包括负压接收装置，所述负压接收装置包括半封闭空腔和金属接收网，金属接收网上均匀分布有负压气流孔，半封闭空腔与一对真空泵相连，真空泵相对设置，内部形成负压气流通过负压气流孔吸附纺丝过程中形成的纳米纤维；所述动力装置包括高速电机和三角传送带，高速电机通过三角传送带与绝缘连接轴相连，再进一步连接到喷丝器上，以提供稳步传动，高压发生装置的正极与碳刷电性相连，碳刷固定于底板上，碳刷金属端与绝缘连接轴芯层金属棒相接，为喷丝器传电，负极与负压接收装置电性相连。