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斜口自由液面静电纺丝装置

阅读：496发布：2020-05-16

专利汇可以提供斜口自由液面静电纺丝装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种斜口自由液面静电纺丝装置，包括储液管、通过导液管与储液管连接的恒流供液装置、及通过导线与储液管连接的高压静电发生器，储液管包括用于储液的凹槽、突伸出凹槽的凸台及设置在凸台一侧的管壁，管壁与凸台之间通过连接部连接，连接部具有斜面。通过连接部将管壁与凸台连接且连接部具有斜面，使得在储液管管口形成斜口，更有利于泰勒锥的球形临界曲面的形成，并且在高压静电发生器的作用下，使得储液管与接收装置之间形成电场，借助电场力克服泰勒锥的表面张力，将发生电荷转移的纺丝液体拉伸细化从而形成纳米纤维，在提高纺丝效率的同时避免了因气泡尺寸不可控，气泡破裂规律不可寻造成的纤维直径分布不均的确定。，下面是斜口自由液面静电纺丝装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种斜口自由液面静电纺丝装置，其特征在于，所述装置包括储液管、通过导液管与所述储液管连接的恒流供液装置、及通过导线与所述储液管连接的高压静电发生器，所述储液管包括用于储液的凹槽、突伸出所述凹槽的凸台及设置在所述凸台一侧的管壁，所述凸台的高度低于所述管壁的高度，所述管壁与所述凸台之间通过连接部连接，所述连接部具有斜面。
2.如权利要求1所述的斜口自由液面静电纺丝装置，其特征在于，所述连接部与所述管壁之间的夹角范围为大于0°小于90°。
3.如权利要求1所述的斜口自由液面静电纺丝装置，其特征在于，所述斜面为曲面或平面。
4.如权利要求1所述的斜口自由液面静电纺丝装置，其特征在于，所述储液管由导电金属材料制成。
5.如权利要求4所述的斜口自由液面静电纺丝装置，其特征在于，所述储液管的一侧还设置有用于接收纤维的接收装置。
6.如权利要求5所述的斜口自由液面静电纺丝装置，其特征在于，所述接收装置的一端接地以与所述储液管之间形成电场。
7.如权利要求1所述的斜口自由液面静电纺丝装置，其特征在于，所述斜口自由液面静电纺丝装置还包括防溢液装置，所述防溢液装置设置有凹槽，所述储液管设置在所述凹槽内。

说明书全文

斜口自由液面静电纺丝装置

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种斜口自由液面静电纺丝装置。

背景技术

[0002] 静电纺丝技术作为目前公认的生产纳米材料的主要方法之一，一直以来都以其可制备直径均匀分布的纳米纤维这一优点广受欢迎。但是静电纺丝工艺存在着一个致命的缺点--纺丝效率的低，其产丝效率约为0.1g/h到0.01g/h，并不满足工业批量生产的要求。

[0003] 气泡静电纺丝作为具有高产丝率之称的纺丝方法，产量通常在0.3克/小时，气泡静电纺丝也是在高压电场的环境下进行的，其使用静电力克服聚合物泡沫、膜的表面张力，而不是传统静电纺丝的泰勒锥的表面张力，使气泡膜发生破裂，并在电场力的作用下被拉细至纳米数量级，形成纳米纤维。但因其产生的气泡尺寸不可控，气泡破裂规律不可寻，由此造成的纤维直径分布不均等缺点，使其同样不能被工业化使用。实用新型内容

[0004] 本实用新型的目的在于提供一种能够解决上述问题，且结构简单、操作方便的斜口自由液面静电纺丝装置。

[0005] 为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种斜口自由液面静电纺丝装置，所述装置包括储液管、通过导液管与所述储液管连接的恒流供液装置、及通过导线与所述储液管连接的高压静电发生器，所述储液管包括用于储液的凹槽、突伸出所述凹槽的凸台及设置在所述凸台一侧的管壁，所述凸台的高度低于所述管壁的高度，所述管壁与所述凸台之间通过连接部连接，所述连接部具有斜面。

[0006] 进一步地，所述连接部与所述管壁之间的夹角范围为大于0°小于90°。

[0007] 进一步地，所述斜面为曲面或平面。

[0008] 进一步地，所述储液管由导电金属材料制成。

[0009] 进一步地，所述储液管的一侧还设置有用于接收纤维的接收装置。

[0010] 进一步地，所述接收装置的一端接地以与所述储液管之间形成电场。

[0011] 进一步地，所述斜口自由液面静电纺丝装置还包括防溢液装置，所述防溢液装置设置有凹槽，所述储液管设置在所述凹槽内。

[0012] 本实用新型的有益效果在于：通过连接部将管壁与凸台连接且连接部具有斜面，使得在储液管管口形成斜口，更有利于泰勒锥的球形临界曲面的形成，并且在高压静电发生器的作用下，使得储液管与接收装置之间形成电场，借助电场力克服泰勒锥的表面张力，将发生电荷转移的纺丝液体拉伸细化从而形成纳米纤维，由于泰勒锥的不唯一性从而解决静电纺丝工艺的低效率问题；

[0013] 通过在自由液面上形成泰勒锥，直接将纺丝液拉伸细化以形成纳米纤维，而不是通过在纺丝液里形成气泡以使得气泡破碎后进行纺丝，故而避免了因气泡尺寸不可控，气泡破裂规律不可寻造成的纤维直径分布不均的确定。

[0014] 上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

[0015] 图1为本实用新型的一实施例中所示的斜口自由液面静电纺丝装置的结构示意图。

[0016] 图2为图1中的储液管的主视图。

具体实施方式

[0017] 下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

[0018] 请参见图1至图2，本实用新型的一较佳实施例中的斜口自由液面静电纺丝装置包括储液管4、通过导液管3与所述储液管4连接的恒流供液装置2、及通过导线8与所述储液管4连接的高压静电发生器9，所述储液管4的一侧还设置有用于接收纤维的接收装置7，所述接收装置7为接收板。在本实施例中，所述储液管4由导电金属材料制成，所述接收装置7的一端接地6以与所述储液管4之间形成电场，所述纺丝液1在电场力的作用下拉伸细化以形成纳米纤维。所述导电金属材料包括铜、铁等材料，在本实施例中，所述储液管4由铜支撑。

[0019] 所述储液管4包括用于储液的凹槽41、突伸出所述凹槽41的凸台42及设置在所述凸台42一侧的管壁44，所述凸台42的高度低于所述管壁44的高度，所述管壁44与所述凸台42之间通过连接部43连接，所述连接部43具有斜面。所述斜面为曲面或平面，所述连接部43与所述管壁44之间的夹角范围为大于0°小于90°。所述连接部43与所述管壁44之间的夹角根据纺丝液1的不同而进行调整，在此不做过多限制。所述凹槽41的深度较小，如深度为
10cm，从而防止过多纺丝液1挥发，以达到节约成本的目的。诚然，在其他实施例中，所述凹槽41的深度也可为其他，在此不做过多限定。

[0020] 所述斜口自由液面静电纺丝装置还包括防溢液装置10，所述防溢液装置10设置有凹槽41，所述储液管4设置在所述凹槽41内。

[0021] 所述斜口自由液面静电纺丝装置的工作过程为：打开恒流供液装置2并通过控制其供液速度，使得液面到达连接部43时刚好覆盖储液管4上表面且不溢出的临界状态，使纺丝液1在储液管4的连接部43的斜面处形成有利于泰勒锥形成的球形临界曲面。与此同时，打开高压静电发生器9，借助电场力克服球形临界曲面的表面张力，形成泰勒锥，并且进一步克服泰勒锥的表面张力，将发生电荷转移的纺丝液1体拉伸细化形成射流5以制备纳米纤维,最终被接收在接收装置7上，形成纳米纤维膜。

[0022] 综上所述：通过连接部43将管壁44与凸台42连接且连接部43具有斜面，使得在储液管4管口形成斜口，更有利于泰勒锥的球形临界曲面的形成，并且在高压静电发生器9的作用下，使得储液管4与接收装置7之间形成电场，借助电场力克服泰勒锥的表面张力，将发生电荷转移的纺丝液1体拉伸细化以形成射流5从而制备纳米纤维，由于泰勒锥的不唯一性从而解决静电纺丝工艺的低效率问题；

[0023] 通过在自由液面上形成泰勒锥，直接将纺丝液1拉伸细化以形成纳米纤维，而不是通过在纺丝液1里形成气泡以使得气泡破碎后进行纺丝，故而避免了因气泡尺寸不可控，气泡破裂规律不可寻造成的纤维直径分布不均的确定。

[0024] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0025] 以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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