一种气泡静电纺丝装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114892284A(43)申请公布日2022.08.12(21)申请号202210512844.9(22)申请日2022.05.12(71)申请人嘉兴学院地址314000浙江省嘉兴市经济开发区昌盛南路36号嘉兴学院智慧产业创新园7号楼(72)发明人韩万里黄从亮张宇皓武文翰徐旭凡易洪雷(74)专利代理机构北京和信华成知识产权代理事务所(普通合伙)11390专利代理师张菊萍(51)Int.Cl.D01D5/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图5页(54)发明名称一种气泡静电纺丝装置(57)摘要本发明公开了一种气泡静电纺丝装置，涉及静电纺丝技术领域。本发明提供的一种气泡静电纺丝装置，在溶液槽内进气管出气口一端设置气泡均匀器，使得气体通入纺丝溶液后产生的大气泡在气泡均匀器各个等腰梯形叶片的分割作用下分裂为多个大小均匀的小气泡，并进一步将各个小气泡连同纺丝溶液输送至呈环状阶梯型结构梯度式喷头，由梯度式喷头各阶圆台平面分布的通孔进一步输送后，在不同平面空间位置的通孔出口处形成泰勒锥，并在电场里的作用下牵伸成型纳米纤维，从而通过气泡均匀器和梯度式喷头实现气泡数量的增加及均匀稳定生成，极大避免了气泡之间的相互作用，可达到提高气泡静电纺丝效率和静电纺丝产品质量的技术效果。CN114892284ACN114892284A权利要求书1/1页1.一种气泡静电纺丝装置，其特征在于，所述气泡静电纺丝装置沿纺丝溶液输送方向依次包括注射槽、气泡均匀组件、喷头组件和接收组件；其中，所述气泡均匀组件包括与所述注射槽相连通的溶液槽，所述溶液槽内沿纺丝溶液输送方向依次设有进气管、固定于转动杆杆身的至少二个气泡均匀器；所述进气管一端与所述溶液槽外侧的气流发生器相连通，另一端垂直于纺丝溶液输送方向设置于所述溶液槽；所述气泡均匀器由圆环，以及均匀固定于所述圆环的至少二个等腰梯形叶片构成，且每个等腰梯形叶片的上底指向所述圆环圆心，所述气泡均匀器通过所述圆环均匀固定于所述转动杆的各个位置；所述喷头组件为沿纺丝溶液输送方向呈环状阶梯型结构的梯度式喷头，所述梯度式喷头包括至少二阶圆台平面，每阶圆台平面分布有至少一个通孔，相邻环形平面对应的各个通孔具有预设长度差；所述梯度式喷头连接有高压静电正极；所述接收组件对应设于所述梯度式喷头喷射方向的预设接收距离处，所述接收组件连接有高压静电负极。2.根据权利要求1所述的气泡静电纺丝装置，其特征在于，所述进气管沿纺丝溶液输送方向梯度式平行连通有至少二根气泡分离管。3.根据权利要求1所述的气泡静电纺丝装置，其特征在于，对于所述梯度式喷头的每阶圆台平面，所述二阶圆台平面的通孔数量为3个，且各个通孔呈等边三角形分布。4.根据权利要求1所述的气泡静电纺丝装置，其特征在于，对于所述梯度式喷头的各阶圆台平面，各阶圆台平面的各个通孔相互之间具备预设间距。5.根据权利要求1所述的气泡静电纺丝装置，其特征在于，所述进气管内气流气压可调，气压调节范围为0.05‑0.15MPa。6.根据权利要求1所述的气泡静电纺丝装置，其特征在于，所述气泡均匀器上等腰梯形叶片的数量为14‑20个，相邻等腰梯形叶片的间距为0.5‑1cm。7.根据权利要求1所述的气泡静电纺丝装置，其特征在于，所述梯度式喷头的正极电压范围为25‑50kv，所述接收装置的负极电压为‑10~‑20kv。8.根据权利要求1所述的气泡静电纺丝装置，其特征在于，预设接收距离为30~50cm。2CN114892284A说明书1/6页一种气泡静电纺丝装置技术领域[0001]本发明涉及静电纺丝技术领域，特别涉及一种气泡静电纺丝装置。背景技术[0002]纳米纤维的制造和应用是各个科技领域的研究焦点之一，静电纺丝作为一种简单、有效的纳米纤维制备方法也受到了广泛的关注。静电纺丝的基本原理是：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，针头处的液滴会由球形变为圆锥形的泰勒锥，并从泰勒锥的尖端延展得到纳米纤维细丝。[0003]目前静电纺丝方法分为针头式静电纺丝装置和无针头式静电纺丝装置。其中针头式静电纺丝装置容易出现喷头阻塞，不易清理，且纺丝效率及产量低，无法适应大规模生产的需求，难以实现工业化。而无针式静电纺的出现，提高了静电纺丝的产量，且具有设备简单、生产成本较低等优点，但存在纺丝电压过需求过高、能耗大、纺丝区域电场分布不匀等缺点，同时，无针式静电纺设备的自由液面不同于泰勒锥，无法直接实现静电纺丝，必须在自由液面上产生静电纺丝所必需的泰勒锥。[0004]为了避免上述缺陷，气泡静电纺丝应运而生。气泡静电纺丝利用在溶液中通压缩气体的方法在自由液面生成单个或多个有规律且较均匀的气泡状凸起，气泡在静电场中相当于传统静电纺丝方法中的泰勒锥，利用