一种海胆形静电纺丝喷头及其纺丝方法.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CN111394805A(43)申请公布日2020.07.10(21)申请号202010158242.9(22)申请日2020.03.09(71)申请人东华大学地址201600上海市松江区人民北路2999号(72)发明人权震震王亦涵覃小红(74)专利代理机构上海申汇专利代理有限公司31001代理人徐俊(51)Int.Cl.D01D5/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种海胆形静电纺丝喷头及其纺丝方法(57)摘要本发明公开了一种海胆形静电纺丝喷头及其纺丝方法,海胆形静电纺丝喷头为表面光滑的实心球体，其球面上分布有多个导电探针；喷头通过传动轴与电动机一相连接，喷头的下部浸没于储液槽内的纺丝液中，并且与直流电源的正极相连。纺丝过程为：接收装置由电动机二驱动，相对于喷头转动；打开供液装置，通过供给泵向储液槽中加入纺丝液；打开电动机一，使喷头在纺丝液中按所需速度旋转，球面、探针表面将分别形成两种状态的聚合物液滴；打开直流电源，通过施加正电压使球面、探针表面的液膜产生泰勒锥，并生成射流拉伸固化形成纳米纤维沉积在接地的接收装置上。本发明在不干扰电场分布的基础下，能实现批量化制备两种或多种直径分布的纳米纤维。CN111394805ACN111394805A权利要求书1/1页1.一种海胆形静电纺丝喷头，其特征在于，所述海胆形静电纺丝喷头(6)结构为表面光滑的实心球体，表面设有导电探针(13)；所述海胆形静电纺丝喷头(6)通过传动轴(5)与电动机一(4)相连接，海胆形静电纺丝喷头(6)的下部浸没于储液槽(14)中的纺丝液(3)中，所述储液槽(14)连接有供液装置(1)；海胆形静电纺丝喷头(6)与直流电源(15)的正极相连，所述海胆形静电纺丝喷头(6)上方设有接收装置，所述接收装置包括接收滚筒(8)，所述接收滚筒(8)一端与电动机二(7)连接、另一端接地。2.如权利要求1所述的一种海胆形静电纺丝喷头，其特征在于，所述储液槽(14)的底部通过供给泵(2)与供液装置(1)连通，所述供液装置(1)通过供给泵(2)给储液槽(14)提供纺丝液(3)。3.如权利要求1所述的一种海胆形静电纺丝喷头，其特征在于，所述海胆形静电纺丝喷头(6)的实心球体的材质为金属铜，其直径为40～100mm。4.如权利要求1所述的一种海胆形静电纺丝喷头，其特征在于，所述导电探针(13)在所述海胆形静电纺丝喷头(6)的球面上均匀且对称分布，为向外延伸的圆锥形结构；所述导电探针(13)的数量为1～100，其底面直径为1～5mm，高度为1～30mm。5.如权利要求1所述的一种海胆形静电纺丝喷头，其特征在于，所述直流电源(15)的电压调节范围是0～120kV。6.如权利要求1所述的一种海胆形静电纺丝喷头，其特征在于，所述传动轴(5)与所述海胆形静电纺丝喷头(6)的球心同轴连接，其材质为聚四氟乙烯。7.如权利要求1所述的一种海胆形静电纺丝喷头，其特征在于，所述电动机一(4)的转速为0～10r/min。8.如权利要求1所述的一种海胆形静电纺丝喷头，其特征在于，所述储液槽(14)的材质为聚四氟乙烯。9.如权利要求1所述的一种海胆形静电纺丝喷头，其特征在于，所述接收滚筒(8)的直径为100～1000mm，所述电动机二(7)的转速为0～100r/min。10.一种利用如权利要求1所述的一种海胆形静电纺丝喷头进行静电纺丝的方法，包括以下步骤：步骤1)：调整接收装置与海胆形静电纺丝喷头(6)的距离，打开电动机二(7)，使接收滚筒(8)转动；步骤2)：通过供液装置(1)向储液槽(14)中注入合适的纺丝液(3)；步骤3)：打开电动机一(4)，设置合适的转速，使海胆形静电纺丝喷头(6)在纺丝液(3)中旋转，球面与导电探针(13)表面形成两种不同状态的液膜；步骤4)：打开直流电源(15)，缓慢施加高电压，使得球面与导电探针(13)表面的液滴受到牵伸形成两种不同细度的射流一(11)和射流二(12)，射流拉伸固化形成纳米纤维(9)沉积在接地的接收装置上。2CN111394805A说明书1/4页一种海胆形静电纺丝喷头及其纺丝方法技术领域[0001]本发明涉及一种海胆形静电纺丝喷头及其纺丝方法，属于纳米纤维和纺织机械技术领域。背景技术[0002]静电纺丝是高分子射流静电雾化的一种特殊形式。在静电纺丝过程中，喷丝孔处的聚合物液滴将携带数万伏的高压静电，带电液滴在电场力和液体表面张力的共同作用下形成泰勒锥。当液滴受到的电场力大于静电力的阈值时，泰勒锥顶点处的纺丝液滴被加速，并克服其表面张力，在泰勒锥的顶端产生喷射射流。射流在高压电场力作用下不断变细，伴随着溶剂的挥发以及溶质的固化，并有牵伸引力使其分散成细小的射流