专利名称：可旋转式静电纺丝喷头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种静电纺丝喷头，尤其是涉及一种具有多个喷嘴的可旋转静电纺丝喷头。
背景技术：
静电纺丝法是一种利用电场力拉伸有机溶液制备纳米纤维的技术。典型静电纺丝装置中，纺丝溶液可以经补液系统输送到纺丝喷头处；纺丝喷头与静电高压电源正极相接， 而收集板接地并与静电高压电源负极相接，喷头与收集板之间形成高压空间电场。喷头前端聚合物液滴受电场力作用形成圆锥状，称为泰勒锥(Taylor Cone)。当聚合物液滴受到的电场力足以克服自身表面张力时，将有射流从泰勒锥射出。射流从泰勒锥射出以后，在电场力作用下朝接地收集板加速运动；运动过程射流受电场力和电荷排斥力的拉伸作用，射流直径不断减小；射流运动过程伴随有溶剂的挥发。经拉伸和溶剂挥发，射流最终形成固态纳米纤维以无序无纺布的形式沉积于收集板。在纺丝过程中，带电聚合物射流受到电场力和电荷排斥力等因素的影响将产生弯曲、鞭动及螺旋等不稳定运动状态，从而影响到静电纺丝纳米纤维沉积运动过程以及在收集板上的分布形式。克服静电纺丝过程带电射流的无序运动是提高静电纺丝过程控制技术，扩大静电纺丝纳米纤维应用范围的研究重点与难点。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种可克服静电纺丝带电射流无序不规则运动，实现缠绕式高强度纳米纤维束制备的可旋转式静电纺丝喷头。本实用新型设有喷头管体，在喷头管体管口内设有筒塞，在喷头管体的管口外壁套有绝缘环，绝缘环外套有第1齿轮，所述第1齿轮与动力元件主动轴上所套设的第2齿轮组成齿轮传动机构，所述动力元件可采用电动机或其它可提供旋转运动的动力元件，在喷头管体的底面设有至少2个喷嘴，所述筒塞上设有进液口，所述绝缘环与喷头管体的管口外壁紧配合。所述喷嘴个数可为2 12个。所述喷嘴围绕喷头管体底面中心排列，其排列方式可以是圆形、方形、三角形或菱形等。本实用新型使静电纺丝过程中喷头与收集板产生旋转运动，喷头管体底部的喷嘴阵列喷射出的多股纺丝射流在喷头的高速旋转作用下，相互缠绕形成有序规则的纳米纤维束，从而在一定程度上克服纺丝射流的无序不稳定运动。同时，这种多股纺丝射流形成的缠绕式纤维束，可增大纳米纤维强度，提高纳米纤维沉积的控制水平，对于静电纺丝纳米纤维广泛应用具有很好的促进作用。
[0009]图1为本实用新型实施例的结构组成示意图。图2为本实用新型实施例中的筒塞结构组成示意图。图3为本实用新型实施例的应用状态示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作详细说明。参见图1和2，本实用新型实施例设有喷头管体1，在喷头管体1管口内设有筒塞 2，在喷头管体1的管口外壁套有绝缘环3，绝缘环3外套有第1齿轮，所述第1齿轮与动力元件主动轴5上所套设的第2齿轮组成齿轮传动机构4，所述动力元件可采用电动机或其它可提供旋转运动的动力元件，在喷头管体1的底面设有2 12个喷嘴6，所述喷嘴6围绕喷头管体1底面中心排列，其排列方式可以是圆形、方形、三角形或菱形等。所述筒塞2上设有进液口，所述绝缘环3与喷头管体1的管口外壁紧配合。参见图3，本实用新型工作时，收集板7接地，高压电源8正极与聚合物溶液进液管口相连接，使聚合物溶液带电。所述静电纺丝工作过程旋转喷头旋转速度可为300 5000rpm。由上述结构可看出，动力元件通过齿轮传动机构带动喷头管体旋转，喷头的旋转在一定程度上克服了射流的无序不稳定运动。喷头管体底面带有多喷嘴阵列，从多喷嘴阵列喷射出的多股射流受喷头旋转运动的影响形成缠绕式纤维束，在一定程度上实现了纳米纤维在纤维束中有序排列；同时，纳米纤维的缠绕集合增强了纤维束的强度，扩大了静电纺丝纳米纤维的应用范围。本实用新型为静电纺丝工艺的改进完善提供了一种新的思路，具有良好的应用前景。
权利要求1.可旋转式静电纺丝喷头，其特征在于设有喷头管体，在喷头管体管口内设有筒塞，在喷头管体的管口外壁套有绝缘环，绝缘环外套有第1齿轮，所述第1齿轮与动力元件主动轴上所套设的第2齿轮组成齿轮传动机构，在喷头管体的底面设有至少2个喷嘴，所述筒塞上设有进液口，所述绝缘环与喷头管体的管口外壁紧配合。
2.如权利要求1所述的可旋转式静电纺丝喷头，其特征在于所述动力元件采用电动机。
3.如权利要求1所述的可旋转式静电纺丝喷头，其特征在于所述喷嘴个数为2 12个。
4.如权利要求1所述的可旋转式静电纺丝喷头，其特征在于所述喷嘴围绕喷头管体底面中心排列。
5.如权利要求4所述的可旋转式静电纺丝喷头，其特征在于所述排列方式是圆形、方形、三角形或菱形。
专利摘要可旋转式静电纺丝喷头，涉及一种静电纺丝喷头。提供一种可克服静电纺丝带电射流无序不规则运动，实现缠绕式高强度纳米纤维束制备的可旋转式静电纺丝喷头。设有喷头管体，在喷头管体管口内设有筒塞，在喷头管体的管口外壁套有绝缘环，绝缘环外套有第1齿轮，所述第1齿轮与动力元件主动轴上所套设的第2齿轮组成齿轮传动机构，所述动力元件可采用电动机或其它可提供旋转运动的动力元件，在喷头管体的底面设有至少2个喷嘴，所述筒塞上设有进液口，所述绝缘环与喷头管体的管口外壁紧配合。
文档编号D01D4/02GK202187098SQ20112025843
公开日2012年4月11日 申请日期2011年7月20日 优先权日2011年7月20日
发明者孙道恒, 左文佳, 裴艳博, 郑高峰 申请人:厦门大学