[发明专利]一种多喷头静电纺丝集成装置及方法

说明书

本发明属于静电纺丝技术领域，公开了一种多喷头静电纺丝集成装置及方法，所述多喷头静电纺丝集成装置设置有母喷头外套筒；所述母喷头外套筒整体为上大下小圆柱回转结构，上侧设置有进料口，母喷头芯体布置在母喷头外套筒内部；所述母喷头芯体下部圆周上分布多个螺纹通孔，每个螺纹通孔上各安装一个一级子喷头；所述一级子喷头中心为螺纹通孔，中上部外表面为外螺纹结构，下部为向外延伸的外锥面，称为一级外锥面；所述一级子喷头中间部分布置有3～6个流量调节孔，连通一级子喷头内外螺纹，所述流量调节孔下端至一级外锥面小端为止；所述一级子喷头下表面设置有内六角槽。本发明能够提高静电纺丝单位面积射流密度和超细纤维生产效率。

技术领域

本发明属于静电纺丝技术领域，尤其涉及一种多喷头静电纺丝集成装置及方法。

背景技术

静电纺丝是聚合物溶液或者熔体在强电场作用下形成射流，溶剂挥发或者射流固化形成超细纤维的技术。作为一种特殊的纤维制造工艺，静电纺丝技术可以生产出纳米级直径的聚合物纤维，被认为是具有工业化前景的超细纤维制备方法之一。

在静电纺丝法批量化制备超细纤维的研究过程中，如何提高单位面积的射流密度是亟待解决的关键问题之一，锥面喷头可以在其环形尖端同时产生数十根射流，相比较针头式喷头效率提升了几十倍，但是在锥面喷头的内部大面积区域没有射流，使得锥面喷头在单位面积上的射流密度仍然较低，产业化道路受限。所以，需要进一步提高静电纺丝装置单位面积射流密度，提高纤维的生产效率，解决静电纺丝产业化中技术难点。

内外双层锥面熔体微分静电纺丝技术的提出在一定程度上改善了上述矛盾，其是将锥面喷头环形尖端增加为内外两层，从而提高单位面积的射流密度，但是在喷头内部仍然存在大面积的无丝区域，效果仍然不理想。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：在静电纺丝法批量化制备超细纤维的研究过程中，采用锥面喷头技术可以有效提高纤维产量，但是只在其环形尖端有射流产生，而在锥面喷头的内部大面积区域没有射流，双层锥面静电纺丝技术一定程度上可以提高射流密度，但是对于产业化来说，其在单位面积上的射流密度仍然较低，产业化道路受限。

解决以上问题及缺陷的难度为：在超细纤维的批量化制备中，采用锥面喷头技术能实现单喷头纤维产量极大提升，但是该技术是只在环形尖端一圈产生纤维，在产业化道路中，采用锥面喷头矩阵技术提高产量时，产品纤维布呈现出圈状痕迹，纤维分布不均匀，影响产品质量，双层锥面喷头同样存在这个问题，并且内外锥面熔体均匀性难以保证，增加层数后此问题会更加明显。

解决以上问题及缺陷的意义为：本发明提出的多喷头静电纺丝集成装置将锥面静电纺丝技术“化整为零”，在锥面喷头环状尖端内部布置较小喷头，较小喷头还可以嵌套更小喷头，从而把锥面喷头内部的空间充分利用，并且对嵌套结构进行了创新设计，可以方便的调节不同锥面上纺丝液的厚度，使纤维直径均匀一致，进而在产业化过程中，提高纤维膜的一致性，改善产品质量。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了一种多喷头静电纺丝集成装置及方法。所述技术方案如下：

本发明是这样实现的，一种多喷头静电纺丝集成装置，所述多喷头静电纺丝集成装置设置有：

母喷头外套筒；

所述母喷头外套筒整体为上大下小圆柱回转结构，上面一侧设置有进料口，母喷头芯体布置在母喷头外套筒内部；

所述母喷头外套筒下端逐渐变薄直至形成环形尖端，所述母喷头芯体下部分为膨大结构，与所述母喷头外套筒下部分内侧配合形成环形狭缝；

所述母喷头芯体下部圆周上均匀分布多个螺纹通孔，每个螺纹通孔上各安装一个一级子喷头；

所述一级子喷头中心为螺纹通孔，中上部外表面为外螺纹结构，下部为向外延伸的外锥面，称为一级外锥面；