一种机械搅拌供液静电纺丝装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105568406A(43)申请公布日2016.05.11(21)申请号201610057453.7(22)申请日2016.01.27(71)申请人广东工业大学地址510006广东省广州市越秀区东风东路729号(72)发明人房飞宇王晗陈新陈新度梁烽曾俊朱自明(74)专利代理机构广州嘉权专利商标事务所有限公司44205代理人胡辉庞学哲(51)Int.Cl.D01D5/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种机械搅拌供液静电纺丝装置(57)摘要本发明公开了一种机械搅拌供液静电纺丝装置，包括容器、搅拌叶轮、驱动系统、收集装置和电源，搅拌叶轮设在容器内，驱动系统可驱动搅拌叶轮绕轴线自转以搅动容器内纺丝溶液或熔体形成旋涡，容器具有环绕搅拌叶轮并在内部形成储液腔的侧壁，位于搅拌叶轮上方的侧壁上设有射流孔，收集装置正对射流孔设置，电源可在收集装置和射流孔间形成产生射流所需的电场。本发明将打旋现象应用到纺丝装置中，在搅拌离心力作用下，纺丝溶液或熔体会沿着容器壁爬升，若将射流孔置于高压电场中，射流孔会出现泰勒锥并形成射流，消耗的纺丝溶液会由爬升的纺丝溶液不断补充，实现了连续、自动地喂液。可以稳定、连续的自主喂液，有利于纳米纤维的大规模工业化生产。CN105568406ACN105568406A权利要求书1/1页1.一种机械搅拌供液静电纺丝装置，其特征在于：包括容器、搅拌叶轮、驱动系统、收集装置和电源，所述搅拌叶轮设在所述容器内，所述驱动系统可驱动所述搅拌叶轮绕轴线自转以搅动容器内纺丝溶液或熔体形成旋涡，所述容器具有环绕所述搅拌叶轮并在内部形成储液腔的侧壁，位于所述搅拌叶轮上方的侧壁上设有射流孔，所述收集装置正对所述射流孔设置，所述电源可在所述收集装置和射流孔间形成产生射流所需的电场。2.根据权利要求1所述的机械搅拌供液静电纺丝装置，其特征在于：所述容器呈圆筒状或截面呈V形的漏斗状，所述容器的侧壁表面光滑。3.根据权利要求1所述的机械搅拌供液静电纺丝装置，其特征在于：所述射流孔为直接开设在容器侧壁上的圆孔或狭缝，所述射流孔在容器侧壁上选择性定向布置或在多个方向阵列布置。4.根据权利要求1所述的机械搅拌供液静电纺丝装置，其特征在于：驱动系统位于容器的上方或下方，驱动系统采用绝缘联轴器与搅拌叶轮连接，驱动系统的转速可调。5.根据权利要求1所述的机械搅拌供液静电纺丝装置，其特征在于：还包括可对所述容器加热的加热装置，所述加热装置位于所述容器底部。6.根据权利要求1所述的机械搅拌供液静电纺丝装置，其特征在于：还包括可向所述容器内持续供入纺丝溶液或熔体的供液装置，所述供液装置通过供液管接入容器，并在容器的底部形成进液口。7.根据权利要求1所述的机械搅拌供液静电纺丝装置，其特征在于：所述收集装置包括传送带收集器、滚筒收集器，所述收集装置与所述射流孔的距离可调，所述搅拌叶轮采用旋桨式搅拌器或涡轮式搅拌器或螺带式搅拌器或锚式搅拌器。8.根据权利要求1所述的机械搅拌供液静电纺丝装置，其特征在于：所述容器采用透明、耐腐蚀和不与有机溶剂反应的材料制成。9.根据权利要求1所述的机械搅拌供液静电纺丝装置，其特征在于：所述电源的输出端与收集装置连接，容器内部的纺丝溶液或熔体接地，电源可提供任意波形、幅值、频率、偏置值的电压。10.根据权利要求1所述的机械搅拌供液静电纺丝装置，其特征在于：所述电源的输出端与容器内部的纺丝溶液或熔体连接，收集装置接地，电源可提供任意波形、幅值、频率、偏置值的电压。2CN105568406A说明书1/4页一种机械搅拌供液静电纺丝装置技术领域[0001]本发明用于静电纺丝技术领域，特别是涉及一种机械搅拌供液静电纺丝装置。背景技术[0002]静电纺丝技术是一种制备纳米纤维的技术手段，其原理为：聚合物溶液在电场力作用下会在溶液尖端形成泰勒锥，随后泰勒锥锥尖产生电纺射流并经过电场力拉伸、溶液挥发等复杂过程，最后获得纳米纤维。静电纺丝制备的纳米纤维具有直径小、比表面积大等性能，在生物医学材料、水体过滤、电池隔膜等领域有着广泛的应用潜力。[0003]在电纺过程中如何实现高效地供液已经成为了当前电纺技术研究领域的热点。传统静电纺丝装置采用单个或多个针头作为喷丝头进行电纺，由于针头内径小，当溶液挥发时容易出现针头滴液、堵塞现象，导致电纺中断。捷克的“纳米蜘蛛”装置采用滚筒蘸取溶液的供液方式实现电纺供液，但是，由于采用敞开式结构，溶液蒸发导致浓度变化，影响纤维质量。离心静电纺丝技术可以高效地进行静电纺丝供液，但是其喷头整体处于长期高速旋转状态，由于喷头内装有溶液或熔体，负重工作，对机械的长时间工作的稳定性要求较高，而且射流也跟随喷头旋转，因此要求收集器必