专利名称:多功能静电纺丝装置的制作方法目前公知的典型的静电纺丝装置,主要由三部分组成高压发生器、带有细小喷头的 容量器和收集装置。在静电纺丝过程中,高压使聚合物溶液或者熔体从喷丝头里喷射出来 形成带电射流,在到达收集装置之前带电射流由于溶剂挥发凝结,聚合物冷却固化形成聚 合物纤维,最后沉积在收集装置上。将从高压静电发生器导出的阳极插入聚合物溶液或熔 融液中,另外一个电极与收集装置相连(一般的收集装置是接地的)。当没有外加电压时, 聚合物流体因表面张力作用贮积在毛细管内不外流。电场开启时,由于电场力的作用,流 体表面产生大量静电电荷。当外加的电压所产生电场力较小时,电场力不足以使溶液中带 电荷部分从溶液中喷出。随着电压的加大,带电流毛细管顶端液滴被逐渐拉长形成带电锥 体(又称泰勒锥)。当电场强度增大到特定临界值时,流体表面的电荷斥力大于表面张力, 带电锥体形成一股带电的喷射流。带电聚合物喷射流经过一个不稳定和拉长过程,使喷射 流变长变细,同时溶剂挥发纤维固化,并由于静电斥力微纤呈螺旋状,无序排列于收集装 置上,形成类似非织造布的纤维毡(网或者膜)。但是为了得到一定排列形式的纤维聚集体 发明了各种方法,而这些方法都很单一,不能集中在一起,使用起来很不方便,而且效率 低。发明内容为了克服现有收集装置的单一性,弥补收集装置的不足,提高效率,本实用新型提供 一种静电纺丝装置,该装置提供不同的收集装置。达到使用方便,提高效率的目的。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是多功能静电纺丝装置是由高压发生 器、容量器、细小喷头、收集装置所组成。高压发生器提供高压电源连接容量器,容量器 内装有待纺液体,容量器出口端装有不同直径的多个细小喷头,可调换使用。收集装置连 接电源负极,在高电压下将待纺液体从细小喷头喷射到收集装置上,这样可以纺出不同直 径的的纤维丝来。在收集装置处安装不同的收集器,例如高速旋转圆辊收集器、十字排 列的电极接受器、水浴收集器。这样可以得到实验过程中所需的不同性质的纤维来。用高 速旋转圆辊收集器可以得到大面积的部分取向排列的纤维,但难以得到高度有序排列的纤 维聚集体;用十字排列的电极接受器可以收集到高度有序同时有扭曲度的复丝沙线,展现 出更好的强度,适用于缝合线等医药应用;用水浴收集器可以得到长纱线,纤维在纱线里 面一般具有很好的派排列,但收集速度较慢。本实用新型的有益效果是,即可以得到不同直径的纤维,又可以根据所需纤维的性质, 采用不同的收集器来收集,尽而达到使用方便,提高效率的目的。图1是多功能静电纺丝装置的整体结构示意图;图2是高速旋转的金属丝制的圆柱状收集器结构示意图;图3是水浴收集器结构示意图;图4是十字排列的电极收集器结构示意图。以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明如图1所示,多功能静电纺丝装置是由高压发生器l、容量器2、细小喷头3、收集装 置4所组成。高压发生器1提供高压电源,连接容量器2,容量器2装有待纺液体,容量 器2出口端装有不同直径的多个细小喷头3 (可调换使用),收集装置4连接电源负极,在 高电压作用下将待纺液体从细小喷头3喷射到收集装置4上,其中收集装置4是由高速旋 转的金属丝制的圆柱状收集器5 (如图2所示)、水浴收集器9 (如图3所示)、十字排列的电极收集器12 (如图4所示)所组合而成,这些不同的收集装置同时固定在收集装置4上, 根据不同的要求可以移动细小喷头3来选择所需的收集器,尽而得到所需的纤维。这样即 节省时间,又节省投资。如图2所示,是高速旋转的金属丝制的圆柱状收集器,是一个圆柱形状的圆辊,其中 圆辊的两个底7是用铜片作成的,侧面是由铜丝6平行且均匀的排列而成的。当纺丝时, 将细小喷头3置于圆辊上方。由于平行排列的铜丝对电场的影响,这种收集器在仅仅1转/ 分的转速下就可能得到有序排列的纤维。如图3所示,是水浴收集器,它是由液体槽ll、可旋转圆辊IO,凝固液9所组成的。 其中液体槽11是由金属制成(一般选择不锈钢或一些导电性好且防腐性强的金属),凝固 液9一般选择液体水。利用水浴槽收集纳米纤维时,将细小喷头3对准液体槽7,静电纺 丝纤维毡首先沉积到水的表面,然后把纤维毡拉到水浴槽的边缘,用旋转圆辊收集纱线。 尽管纤维沉积到水面上是无序排列的,随着纤维毡被拉出水面,纤维毡里的纤维发生了一 定的取向排列。当纤维毡从水浴中被拉到旋转圆辊上时,由于表面张力使纤维毡汇合成纱 线。此装置的优点是装置简单,可以得到长纱线,纤维在纱线里面一般具有很好的排列。如图4所示,是十字排列的电极收集器,它是由两个排成十字状的电极13 (—般用一 些导电好的金属片,如铜片)组成的,在它们的交点处就收集到纤维。当纺丝时,将细小 喷头3放在交点处上方,在收集器上可得到十字网状纤维聚集体。这些网状纤维集体可以 用做一些过滤装置的过滤网。
多功能静电纺丝装置制作方法
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