專利名稱：一種制備納米纖維的多噴頭封閉式噴氣靜電紡絲裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于聚合物紡絲設備領域，涉及一種多噴頭噴氣靜電紡絲裝置，具體涉及一種規(guī)?；苽浼{米纖維的多噴頭封閉式噴氣靜電紡絲裝置。
背景技術：
靜電紡絲是制備納米纖維常用的一種方法，能紡制多種聚合物納米纖維。納米纖維及其制品具有比表面積大，孔徑尺寸小，透氣性好，適用范圍廣等優(yōu)點。靜電紡納米纖維因其科學價值和應用領域，得到了國內外各領域研究者的重視。傳統(tǒng)的單噴頭靜電紡絲裝置，用注射器推動溶液，通過針頭形成紡絲椎體紡絲，在幾十千伏電壓形成的電場作用下，射流被拉伸形成納米級的纖維。傳統(tǒng)的靜電紡絲中由于噴頭的直徑小，只能形成較小的椎 體，產率限制在ο. Γι. Og/h之間，嚴重影響了納米纖維規(guī)模化生產的進程，阻礙了納米纖 維應用領域的進一步擴展。從目前的研究來看，提高靜電紡絲產量的主要途徑是設計多噴頭靜電紡絲裝置，如中國專利 CN200910031948. 2、CN200720076954. 6、CN200610157106. 8等，通過增加噴頭的數量增加納米纖維的產率，不過這些裝置噴頭的內徑一般不超過1mm，因此納米纖維產量并不能顯著提高，此外，由于噴頭之間的靜電斥力作用，形成的纖維網厚度不均勻，并且針頭的堵塞現象十分棘手。提高靜電紡絲產量的另一個重要途徑是設計無噴頭靜電紡絲裝置，主要有滾筒式、振動式、磁場擾動式、氣泡式、多孔管、濺射式等，如中國專利 CN200610117671. I、CN200710036447. 4、CN200910056750. X 等。無噴頭靜電紡絲裝置是通過各種原理在紡絲液表面形成多個紡絲椎體，避免了噴頭堵塞問題，但是由于泰勒椎突起的大小和形狀很難控制，出現了納米纖維直徑不均勻等新的問題，大部分無噴頭靜電紡絲裝置泰勒錐形成在自由的液面上，易造成溶劑的揮發(fā)，導致紡絲液濃度的變化。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種多噴頭封閉式噴氣靜電紡絲裝置，可實現納米纖維的規(guī)?；苽洌⑶铱朔F有多噴頭靜電紡絲裝置易堵塞針頭、產量低的問題，也避免了目前大部分無噴頭靜電紡絲裝置泰勒椎形狀難控制、溶劑易揮發(fā)、纖維直徑不均勻等問題。本發(fā)明的技術方案是提供一種規(guī)?；苽浼{米纖維的多噴頭封閉式噴氣靜電紡絲裝置，該裝置主要包括橫流氣泵I、氣室10、導氣管7、溶液室8、噴頭6、定量供液系統(tǒng)、高壓靜電發(fā)生器2和接收裝置4，所述的溶液室8和氣室10可為圓柱體、三角柱體、長方體或立方體等各種形狀，溶液室8通過閥門12和導液管13與儲液池14相連接，氣室10通過閥門16和導氣管11與橫流氣泵I相連接。所述的溶液室8通過中間連接體9與氣室10相連接，中間連接體9上設置有垂直向上的噴氣管7，溶液室8的上方設置有垂直向上的噴頭6。所述的噴頭6和噴氣管7的數目最小為I個，最大為無數個，每個噴頭6對應一個噴氣管7對其通氣，噴頭6和噴氣管7同一軸心，它們的直徑和高度可以調節(jié)，排列方式可為直線、同心圓或矩陣式等各種方式。
所述的噴頭6的內徑為l_50mm,高度為l-200mm,噴頭6之間的間距為O. l_15cm ；噴氣管7的外徑小于噴頭6的內徑，噴氣管7的內徑為噴頭6內徑的O. 1-0. 8倍，噴氣管7的高度低于噴頭6的上端面，高于溶液室8的上表面。所述的定量供液系統(tǒng)包括儲液池14和與儲液池出口相連的加壓裝置15構成，加壓裝置可采用氣壓、液壓或機械加壓等各種加壓方式，保證儲液池中的液面在恒定壓力的作用下，穩(wěn)定、連續(xù)和均勻地向溶液室中供液，溶液的液面低于噴頭6上端面，高于噴氣管7的上端面。本發(fā)明中接收裝置4為金屬材質，通過導線與高壓靜電發(fā)生器2的負極相連，溶液室8的上表面和噴頭6中兩者有其一為金屬材質，通過導線與高壓靜電發(fā)生器2的正極相連，其余部分為絕緣材料。本發(fā)明中噴頭6和接收裝置4之間的距離調節(jié)范圍為0. f 100cm，所述橫流氣泵I的氣流流速范圍為l(Tl00m/s，所述高壓靜電發(fā)生器2的輸出電壓為l 200kV。所述接收裝置4可采用接收板、履帶式或滾筒式等各種形式。 工作時，紡絲溶液在加壓裝置15施加的恒定壓力作用下從儲液池14經導液管13連續(xù)輸入溶液室8，溶液的液面低于噴頭6的上端面，高于溶液室8的上表面。橫流氣泵I通過導氣管11連續(xù)輸出氣體到氣室10，氣體經噴氣管7向上噴出，這樣紡絲溶液在噴頭6的表面形成中空的溶液凸起。打開高壓靜電發(fā)生器2，調節(jié)到一定的電壓，溶液室8的上表面或噴頭6中的任何一者通過導線與高壓靜電發(fā)生器2的正極相連，而高壓靜電發(fā)生器2的負極通過導線與接收裝置4相連，高壓電場形成在噴頭6和接收裝置4之間。在高壓電場作用下極化電荷將聚集在中空溶液凸起的頂端，形成泰勒錐，在氣流壓力和靜電力的作用下中空泰勒錐破裂，噴射出多股射流，經靜電力的拉伸形成納米纖維沉積在接收裝置4上。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的多噴頭封閉式噴氣靜電紡絲裝置，溶液處于封閉的體系中，這樣減少了溶液中溶劑的揮發(fā)，可以保持穩(wěn)定的溶液濃度；通過控制噴氣管中的通氣速度和紡絲溶液的送液量，能方便的控制紡絲椎體的大小和形狀，有利于形成直徑均勻的納米纖維；與傳統(tǒng)靜電紡絲相比，本發(fā)明的靜電紡絲裝置噴頭孔徑大，通過噴氣管的連續(xù)通氣，氣體的流動可避免噴頭的堵塞現象出現；該裝置不僅具有生產效率高、設備簡單等優(yōu)點，并可實現納米纖維的連續(xù)化、規(guī)?；苽?。


圖I為本發(fā)明實施例I的多噴頭封閉式噴氣靜電紡絲裝置；
圖2為本發(fā)明實施例2的多噴頭封閉式噴氣靜電紡絲裝置；
圖3為本發(fā)明實施例3的多噴頭封閉式噴氣靜電紡絲裝置；
圖4為本發(fā)明實施例1、2和3中溶液室、中間體、氣室、噴氣管和噴頭部分的結構示意
圖5為本發(fā)明實施例1、2和3中噴氣管和噴頭同心圓排列的示意 圖6為本發(fā)明實施例4的多噴頭封閉式噴氣靜電紡絲裝置；
圖7為本發(fā)明實施例5的多噴頭封閉式噴氣靜電紡絲裝置；
圖8為本發(fā)明實施例6的多噴頭封閉式噴氣靜電紡絲裝置；
圖9為本發(fā)明實施例4、5和6中溶液室、中間體、氣室、噴氣管和噴頭部分的結構示意 圖10為本發(fā)明 實施例4、5和6中噴氣管和噴頭矩陣式排列的示意 其中(1)橫流氣泵；(2)高壓靜電發(fā)生器；(3)導線；(4)接收裝置；(5)納米纖維；
(6)噴頭；(7)噴氣管；(8)溶液池；(9)中間連接體；(10)氣室；(11)導氣管；(12)閥門；導液管；(14)儲液池；(15)加壓裝置；(16)閥門。
具體實施例方式實施例I
由圖I、圖4和圖5所示，一種規(guī)?；苽浼{米纖維的多噴頭封閉式噴氣靜電紡絲裝置，包括橫流氣泵I、氣室10、導氣管7、溶液室8、噴頭6、定量供液系統(tǒng)、高壓靜電發(fā)生器2和接收極板4。溶液室8和氣室10為圓柱體，溶液室8通過閥門12和導液管13與儲液池14相連接，氣室10通過閥門16和導氣管11與橫流氣泵I相連接。溶液室8通過中間連接體9與氣室10相連接，中間連接體9上設置有垂直向上的噴氣管7，溶液室8的上方設置有垂直向上的噴頭6。噴頭6和噴氣管7的數目為19個，每個噴頭6對應一個噴氣管7對其通氣，噴頭6和噴氣管7同一軸心,為同心圓排列。噴頭6的內徑為IOmm,高度為20mm,噴頭6之間的間距為5cm，噴氣管7的外徑小于噴頭6的內徑，噴氣管7的內徑為噴頭6內徑的O. 2倍，噴氣管7的高度低于噴頭6的上端面，高于溶液室8的上表面。定量供液系統(tǒng)包括儲液池14和與儲液池出口相連的氣動加壓裝置15構成，使儲液池中的液面在恒定壓力的作用下，穩(wěn)定、連續(xù)和均勻地向溶液室中供液，溶液的液面低于噴頭6上端面，高于噴氣管7的上端面。接收極板4為金屬材質，通過導線與高壓靜電發(fā)生器2的負極相連。溶液室8的上表面為金屬材質，通過導線與高壓靜電發(fā)生器2的正極相連，其余部分為絕緣材料。噴頭6的上端面和接收極板4之間的距離調節(jié)范圍為O. f 100cm，橫流氣泵I的氣流流速范圍為l(Tl00m/s，高壓靜電發(fā)生器2的輸出電壓為l 200kV。工作時，紡絲溶液在氣動加壓裝置15施加的恒定壓力作用下從儲液池14經導液管13連續(xù)輸入溶液室8，溶液的液面低于噴頭6上端面，高于噴氣管7的上端面。橫流氣泵I通過導氣管11連續(xù)輸出氣體到氣室10，氣體經噴氣管7向上噴出，這樣紡絲溶液在噴頭6的表面形成中空的溶液凸起。打開高壓靜電發(fā)生器2，調節(jié)到一定的電壓，溶液室8的上表面通過導線與高壓靜電發(fā)生器2的正極相連，而高壓靜電發(fā)生器2的負極通過導線與接收極板4相連，高壓電場形成在噴頭6和接收極板4之間。在高壓電場作用下極化電荷將聚集在中空溶液凸起的頂端，形成泰勒錐，在氣流壓力和靜電力的作用下中空泰勒錐破裂，噴射出多股射流，經靜電力的拉伸形成納米纖維沉積在接收極板4上。實施例2
由圖2、圖4和圖5所示，一種規(guī)?；苽浼{米纖維的多噴頭封閉式噴氣靜電紡絲裝置，包括橫流氣泵I、氣室10、導氣管7、溶液室8、噴頭6、定量供液系統(tǒng)、高壓靜電發(fā)生器2和履帶式接收裝置4。溶液室8和氣室10為圓柱體，溶液室8通過閥門12和導液管13與儲液池14相連接，氣室10通過閥門16和導氣管11與橫流氣泵I相連接。溶液室8通過中間連接體9與氣室10相連接，中間連接體9上設置有垂直向上的噴氣管7，溶液室8的上方設置有垂直向上的噴頭6。噴頭6和噴氣管7的數目為19個，每個噴頭6對應一個噴氣管7對其通氣，噴頭6和噴氣管7同一軸心,為同心圓排列。噴頭6的內徑為15mm,高度為25mm,噴頭6之間的間距為8cm，噴氣管7的外徑小于噴頭6的內徑，噴氣管7的內徑為噴頭6內徑的O. 4倍，噴氣管7的高度低于噴頭6的上端面，高于溶液室8的上表面。定量供液系統(tǒng)包括儲液池14和與儲液池出口相連的液壓加壓裝置15構成，使儲液池中的液面在恒定壓力的作用下，穩(wěn)定、連續(xù)和均勻地向溶液室中供液，溶液的液面低于噴頭6上端面，高于噴氣管7的上端面。履帶式接收裝置4為金屬材質，通過導線與高壓靜電發(fā)生器2的負極相連，噴頭6為金屬材質，通過導線與高壓靜電發(fā)生器2的正極相連，其余部分為絕緣材料。噴頭6的上端面和履帶式接收裝置4之間的距離調節(jié)范圍為O. f 100cm，橫流氣泵I的氣流流速范圍為l(Tl00m/s，高壓靜電發(fā)生器2的輸出電壓為l 200kV。工作時，紡絲溶液在液壓加壓裝置15施加的恒定壓力作用下從儲液池14經導液管13連續(xù)輸入溶液室8，溶液的液面低于噴頭6上端面，高于噴氣管7的上端面。橫流氣泵I通過導氣管11連續(xù)輸出氣體到氣室10，氣體經噴氣管7向上噴出，這樣紡絲溶液在噴頭6的表面形成中空的溶液凸起。打開高壓靜電發(fā)生器2，調節(jié)到一定的電壓，噴頭6通過導線與高壓靜電發(fā)生器2的正極相連，而高壓靜電發(fā)生器2的負極通過導線與履帶式接收裝置4相連，高壓電場形成在噴頭6和履帶式接收裝置4之間。在高壓電場作用下極化電荷將聚集在中空溶液凸起的頂端，形成泰勒錐，在氣流壓力和靜電力的作用下中空泰勒錐破裂，噴射出多股射流，經靜電力的拉伸形成納米纖維沉積在履帶式接收裝置4上。實施例3
由圖3、圖4和圖5所示，一種規(guī)模化制備納米纖維的多噴頭封閉式噴氣靜電紡絲裝置，包括橫流氣泵I、氣室10、導氣管7、溶液室8、噴頭6、定量供液系統(tǒng)、高壓靜電發(fā)生器2和滾筒式接收裝置4。溶液室8和氣室10為圓柱體，溶液室8通過閥門12和導液管13與儲液池14相連接，氣室10通過閥門16和導氣管11與橫流氣泵I相連接。溶液室8通過中間連接體9與氣室10相連接，中間連接體9上設置有垂直向上的噴氣管7，溶液室8的上方設置有垂直向上的噴頭6。噴頭6和噴氣管7的數目為19個，每個噴頭6對應一個噴氣管7對其通氣，噴頭6和噴氣管7同一軸心，為同心圓排列。噴頭6的內徑為20mm，高度為30mm，噴頭6之間的間距為10cm，噴氣管7的外徑小于噴頭6的內徑，噴氣管7的內徑為噴頭6內徑的O. 5倍，噴氣管7的高度低于噴頭6的上端面，高于溶液室8的上表面。定量供液系統(tǒng)包括儲液池14和與儲液池出口相連的機械加壓裝置15構成，使儲液池中的液面在恒定壓力的作用下，穩(wěn)定、連續(xù)和均勻地向溶液室中供液，溶液的液面低于噴頭6上端面，高于噴氣管7的上端面。滾筒式接收裝置4為金屬材質，通過導線與高壓靜電發(fā)生器2的負極相連，溶液室8的上表面為金屬材質，通過導線與高壓靜電發(fā)生器2的正極相連，其余部分為絕緣材料。噴頭6的上端面和滾筒式接收裝置4之間的距離調節(jié)范圍為O. f 100cm，橫流氣泵I的氣流流速范圍為l(Tl00m/s，高壓靜電發(fā)生器2的輸出電壓為l 200kV。工作時，紡絲溶液在機械加壓裝置15施加的恒定壓力作用下從儲液池14經導液管13連續(xù)輸入溶液室8，溶液的液面低于噴頭6上端面，高于噴氣管7的上端面。橫流氣泵I通過導氣管11連續(xù)輸出氣體到氣室10，氣體經噴氣管7向上噴出，這樣紡絲溶液在噴頭6的表面形成中空的溶液凸起。打開高壓靜電發(fā)生器2，調節(jié)到一定的電壓，溶液室8的、上表面通過導線與高壓靜電發(fā)生器2的正極相連，而高壓靜電發(fā)生器2的負極通過導線與滾筒式接收裝置4相連，高壓電場形成在噴頭6和滾筒式接收裝置4之間。在高壓電場作用下極化電荷將聚集在中空溶液凸起的頂端，形成泰勒錐，在氣流壓力和靜電力的作用下中空泰勒錐破裂，噴射出多股射流，經靜電力的拉伸形成納米纖維沉積在滾筒式接收裝置4上。實施例4
由圖6、圖9和圖10所示，一種規(guī)?；苽浼{米纖維的多噴頭封閉式噴氣靜電紡絲裝置，包括橫流氣泵I、氣室10、導氣管7、溶液室8、噴頭6、定量供液系統(tǒng)、高壓靜電發(fā)生器2和接收極板4。溶液室8和氣室10為長方體，溶液室8通過閥門12和導液管13與儲液池14相連接，氣室10通過閥門16和導氣管11與橫流氣泵I相連接。溶液室8通過中間連接體9與氣室10相連接，中間連接體9上設置有垂直向上的噴氣管7，溶液室8的上方設置有垂直向上的噴頭6。噴頭6和噴氣管7的數目為20個，每個噴頭6對應一個噴氣管7對其通氣，噴頭6和噴氣管7同一軸心，為矩陣式排列。噴頭6的內徑為16mm，高度為28mm，噴頭6·之間的間距為6. 5cm，噴氣管7的外徑小于噴頭6的內徑，噴氣管7的內徑為噴頭6內徑的O. 25倍，噴氣管7的高度低于噴頭6的上端面，高于溶液室8的上表面。定量供液系統(tǒng)包括儲液池14和與儲液池出口相連的液壓加壓裝置15構成，使儲液池中的液面在恒定壓力的作用下，穩(wěn)定、連續(xù)和均勻地向溶液室中供液，溶液的液面低于噴頭6上端面，高于噴氣管7的上端面。接收極板4為金屬材質，通過導線與高壓靜電發(fā)生器2的負極相連。溶液室8的上表面為金屬材質，通過導線與高壓靜電發(fā)生器2的正極相連，其余部分為絕緣材料。噴頭6的上端面和接收極板4之間的距離調節(jié)范圍為O. If lcm，橫流氣泵I的氣流流速范圍為lOlm/s，高壓靜電發(fā)生器2的輸出電壓為llkV。工作時，紡絲溶液在液壓加壓裝置15施加的恒定壓力作用下從儲液池14經導液管13連續(xù)輸入溶液室8，溶液的液面低于噴頭6上端面，高于噴氣管7的上端面。橫流氣泵I通過導氣管11連續(xù)輸出氣體到氣室10，氣體經噴氣管7向上噴出，這樣紡絲溶液在噴頭6的表面形成中空的溶液凸起。打開高壓靜電發(fā)生器2，調節(jié)到一定的電壓，溶液室8的上表面通過導線與高壓靜電發(fā)生器2的正極相連，而高壓靜電發(fā)生器2的負極通過導線與接收極板4相連，高壓電場形成在噴頭6和接收極板4之間。在高壓電場作用下極化電荷將聚集在中空溶液凸起的頂端，形成泰勒錐，在氣流壓力和靜電力的作用下中空泰勒錐破裂，噴射出多股射流，經靜電力的拉伸形成納米纖維沉積在接收極板4上。實施例5
由圖7、圖9和圖10所示，一種規(guī)?；苽浼{米纖維的多噴頭封閉式噴氣靜電紡絲裝置，包括橫流氣泵I、氣室10、導氣管7、溶液室8、噴頭6、定量供液系統(tǒng)、高壓靜電發(fā)生器2和履帶式接收裝置4。溶液室8和氣室10為長方體，溶液室8通過閥門12和導液管13與儲液池14相連接，氣室10通過閥門16和導氣管11與橫流氣泵I相連接。溶液室8通過中間連接體9與氣室10相連接，中間連接體9上設置有垂直向上的噴氣管7，溶液室8的上方設置有垂直向上的噴頭6。噴頭6和噴氣管7的數目為20個，每個噴頭6對應一個噴氣管7對其通氣，噴頭6和噴氣管7同一軸心，為矩陣式排列。噴頭6的內徑為24mm，高度為35mm，噴頭6之間的間距為7. 5cm，噴氣管7的外徑小于噴頭6的內徑，噴氣管7的內徑為噴頭6內徑的
O.35倍，噴氣管7的高度低于噴頭6的上端面，高于溶液室8的上表面。定量供液系統(tǒng)包括儲液池14和與儲液池出口相連的機械加壓裝置15構成，使儲液池中的液面在恒定壓力的作用下，穩(wěn)定、連續(xù)和均勻地向溶液室中供液，溶液的液面低于噴頭6上端面，高于噴氣管7的上端面。履帶式接收裝置4為金屬材質，通過導線與高壓靜電發(fā)生器2的負極相連，噴頭6為金屬材質，通過導線與高壓靜電發(fā)生器2的正極相連，其余部分為絕緣材料。噴頭6的上端面和履帶式接收裝置4之間的距離調節(jié)范圍為1100cm，橫流氣泵I的氣流流速范圍為100m/s,高壓靜電發(fā)生器2的輸出電壓為200kV。工作時，紡絲溶液在機械加壓裝置15施加的恒定壓力作用下從儲液池14經導液管13連續(xù)輸入溶液室8，溶液的液面低于噴頭6上端面，高于噴氣管7的上端面。橫流氣泵 I通過導氣管11連續(xù)輸出氣體到氣室10，氣體經噴氣管7向上噴出，這樣紡絲溶液在噴頭6的表面形成中空的溶液凸起。打開高壓靜電發(fā)生器2，調節(jié)到一定的電壓，噴頭6通過導線與高壓靜電發(fā)生器2的正極相連，而高壓靜電發(fā)生器2的負極通過導線與履帶式接收裝置4相連，高壓電場形成在噴頭6和履帶式接收裝置4之間。在高壓電場作用下極化電荷將聚集在中空溶液凸起的頂端，形成泰勒錐，在氣流壓力和靜電力的作用下中空泰勒錐破裂，噴射出多股射流，經靜電力的拉伸形成納米纖維沉積在履帶式接收裝置4上。實施例6
由圖8、圖9和圖10所示，一種規(guī)?；苽浼{米纖維的多噴頭封閉式噴氣靜電紡絲裝置，包括橫流氣泵I、氣室10、導氣管7、溶液室8、噴頭6、定量供液系統(tǒng)、高壓靜電發(fā)生器2和滾筒式接收裝置4。溶液室8和氣室10為長方體，溶液室8通過閥門12和導液管13與儲液池14相連接，氣室10通過閥門16和導氣管11與橫流氣泵I相連接。溶液室8通過中間連接體9與氣室10相連接，中間連接體9上設置有垂直向上的噴氣管7，溶液室8的上方設置有垂直向上的噴頭6。噴頭6和噴氣管7的數目為20個，每個噴頭6對應一個噴氣管7對其通氣，噴頭6和噴氣管7同一軸心,為矩陣式排列。噴頭6的內徑為12mm,高度為21mm,噴頭6之間的間距為5. 5cm,噴氣管7的外徑小于噴頭6的內徑，噴氣管7的內徑為噴頭6內徑的O. 42倍，噴氣管7的高度低于噴頭6的上端面，高于溶液室8的上表面。定量供液系統(tǒng)包括儲液池14和與儲液池出口相連的氣動加壓裝置15構成，使儲液池中的液面在恒定壓力的作用下，穩(wěn)定、連續(xù)和均勻地向溶液室中供液，溶液的液面低于噴頭6上端面，高于噴氣管7的上端面。滾筒式接收裝置4為金屬材質，通過導線與高壓靜電發(fā)生器2的負極相連，溶液室8的上表面為金屬材質，通過導線與高壓靜電發(fā)生器2的正極相連，其余部分為絕緣材料。噴頭6的上端面和滾筒式接收裝置4之間的距離調節(jié)范圍為O. f 100cm，橫流氣泵I的氣流流速范圍為l(Tl00m/s，高壓靜電發(fā)生器2的輸出電壓為l 200kV。工作時，紡絲溶液在氣動加壓裝置15施加的恒定壓力作用下從儲液池14經導液管13連續(xù)輸入溶液室8，溶液的液面低于噴頭6上端面，高于噴氣管7的上端面。橫流氣泵I通過導氣管11連續(xù)輸出氣體到氣室10，氣體經噴氣管7向上噴出，這樣紡絲溶液在噴頭6的表面形成中空的溶液凸起。打開高壓靜電發(fā)生器2，調節(jié)到一定的電壓，溶液室8的上表面通過導線與高壓靜電發(fā)生器2的正極相連，而高壓靜電發(fā)生器2的負極通過導線與滾筒式接收裝置4相連，高壓電場形成在噴頭6和滾筒式接收裝置4之間。在高壓電場作用下極化電荷將聚集在中空溶液凸起的頂端，形成泰勒錐，在氣流壓力和靜電力的作用下 中空泰勒錐破裂，噴射出多股射流，經靜電力的拉伸形成納米纖維沉積在滾筒式接收裝置4上。
權利要求
1.一種制備納米纖維的多噴頭封閉式噴氣靜電紡絲裝置，包括橫流氣泵(I)、氣室(10)、導氣管(7)、溶液室(8)、噴頭(6)、定量供液系統(tǒng)、高壓靜電發(fā)生器(2)和接收裝置(4)，其特征在于所述的溶液室(8)和氣室(10)為圓柱體、三角柱體、長方體，溶液室(8)通過閥門(12)和導液管(13與儲液池(14)相連接，氣室(10)通過閥門(16)和導氣管(11)與橫流氣泵(I)相連接；所述的溶液室(8 )通過中間連接體(9 )與氣室(10 )相連接，中間連接體(9)上設置有垂直向上的噴氣管(7)，溶液室(8)的上方設置有垂直向上的噴頭(6)。
2.根據權利要求I所述的制備納米纖維的多噴頭封閉式噴氣靜電紡絲裝置，其特征在于所述的噴頭(6)和噴氣管(7)至少為一個，每個噴頭(6)對應一個噴氣管(7)對其通氣，噴頭(6)和噴氣管(7)同一軸心。
3.根據權利要求2所述的制備納米纖維的多噴頭封閉式噴氣靜電紡絲裝置，其特征在于所述的噴頭(6)的內徑為l_50mm，高度為l_200mm，噴頭(6)之間的間距為0. l-15cm ；噴氣管(7)的外徑小于噴頭(6的內徑，噴氣管(7)的內徑為噴頭(6)內徑的0. 1-0. 8倍，噴氣管(7)的高度低于噴頭(6)的上端面，高于溶液室(8)的上表面。
4.根據權利要求I所述的制備納米纖維的多噴頭封閉式噴氣靜電紡絲裝置，其特征在于所述的定量供液系統(tǒng)包括儲液池(14)和與儲液池出口相連的加壓裝置(15)構成，力口壓裝置為氣壓、液壓或機械加壓。
5.根據權利要求I所述的制備納米纖維的多噴頭封閉式噴氣靜電紡絲裝置，其特征在于所述噴頭(6)和接收裝置(4)之間的距離調節(jié)范圍為0. f 100cm，所述橫流氣泵(I)的氣流流速范圍為l(Tl00m/s，所述高壓靜電發(fā)生器(2)的輸出電壓為l 200kV，所述接收裝置(4)為接收板、履帶式或滾筒式。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制備納米纖維的多噴頭封閉式噴氣靜電紡絲裝置，該裝置主要包括橫流氣泵、氣室、導氣管、溶液室、噴頭、定量供液系統(tǒng)、高壓靜電發(fā)生器和接收裝置，所述的溶液室和氣室可為圓柱體、三角柱體、長方體或立方體等各種形狀，溶液室通過閥門和導液管與儲液池相連接，氣室通過閥門和導氣管與橫流氣泵相連接。本發(fā)明的多噴頭封閉式噴氣靜電紡絲裝置，溶液處于封閉的體系中，這樣減少了溶液中溶劑的揮發(fā)，可以保持穩(wěn)定的溶液濃度；本發(fā)明的靜電紡絲裝置噴頭孔徑大，通過噴氣管的連續(xù)通氣，氣體的流動可避免噴頭的堵塞現象出現；該裝置不僅具有生產效率高、設備簡單等優(yōu)點，并可實現納米纖維的連續(xù)化、規(guī)?；苽?。
文檔編號D01D5/00GK102703997SQ201210207248
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月21日 優(yōu)先權日2012年6月21日
發(fā)明者何建新, 崔世忠, 李克兢, 蒲叢叢 申請人:中原工學院