電出口 38是很有效的解決方法。
[0042]實(shí)施例中，放電出口 38是圓形的，直徑在0.1毫米到10毫米之間。此外應(yīng)理解，實(shí)施例不是為了限制尺寸的范圍，在該領(lǐng)域可以使用各種不同尺寸的放電出口 38。
[0043]圖3a、3b是一個(gè)相對簡單的用于量產(chǎn)的噴嘴30設(shè)計(jì)。該實(shí)施例中套管32是一個(gè)兩端有蓋的導(dǎo)管，導(dǎo)管的截面可以是各種形狀，比如圓形、正方形、長方形、六角形等。導(dǎo)管的一端是液體入口 36，另一端是導(dǎo)電端口 44，連接極化器40和外部電源。對于液體入口和導(dǎo)電端口的位置沒有任何限制，它們可以在任何合適的位置。
[0044]圖4是一種同軸噴嘴的設(shè)計(jì)圖，可用于制備殼鞘結(jié)構(gòu)納米纖維。實(shí)施例中，殼鞘32相反位置有兩個(gè)不同的液體入口 36和兩個(gè)空腔34，兩個(gè)空腔分別連接分開的導(dǎo)電出口 38和41.一個(gè)放電出口 38是同軸排布在另一個(gè)放電出口 41中間。兩個(gè)空腔40用導(dǎo)電材料分開，因此噴嘴30只需要一個(gè)導(dǎo)電端口 44。
[0045]同樣的，圖5a、5b，6a、6b，7a、7b為本發(fā)明公開的噴嘴的不同實(shí)施例。不同之處包括殼鞘32和空腔34的形狀，放電出口 38的數(shù)量和排布。同樣的，導(dǎo)電端口 44、放電出口38和液體入口 36的相對位置都可以根據(jù)需要調(diào)整。
[0046]圖8一種靜電紡絲制備纖維的熔融紡系統(tǒng)50示意圖。熔融紡系統(tǒng)可以使用以上提到的任何一種噴嘴30。熔融紡系統(tǒng)50 —般包括一個(gè)噴嘴30，一個(gè)有正負(fù)極兩個(gè)端口的電源。電源的任一端口通過導(dǎo)電端口 44和噴嘴30中的極化器連接。
[0047]熔融紡系統(tǒng)50包括一個(gè)液體輸送裝置，用于將紡絲液通過液體入口 36輸入噴嘴30中。接收裝置62連接在電源的另一端。在本實(shí)施例中使用高壓直流電源。
[0048]本實(shí)施例中，液體輸送裝置是采用螺桿擠壓供料54，馬達(dá)52帶動(dòng)螺桿將熔融液壓入噴嘴空腔內(nèi)。熔融紡系統(tǒng)采用一種高分子材料作為紡絲液。熔融紡系統(tǒng)包括一個(gè)環(huán)境控制裝置58，一個(gè)原料輸送入口 56。系統(tǒng)還包括一個(gè)加熱裝置64，將螺桿供料系統(tǒng)內(nèi)54的高分子材料恪融。
[0049]本實(shí)施例中，環(huán)境控制裝置58需要保持一定的溫度以保證高分子溶液處于融化狀態(tài)。由于加熱裝置64可能會(huì)影響紡絲時(shí)的電場分布，所以利用紅外線在安全距離外加熱環(huán)境控制裝置58。加熱裝置64裝有聚焦鏡以充分利用熱能。噴嘴30和螺桿供料系統(tǒng)54通過不導(dǎo)電陶瓷管相連，將電源60施加在噴嘴中高分子熔融液上的高壓電場和加熱裝置64隔開。
[0050]另外，接收裝置62接地且冷卻，所以納米纖維從噴嘴30噴出固化后收集在收集裝置62上。
[0051]本發(fā)明公開一種利用熔融紡系統(tǒng)50和噴嘴30制備納米纖維的方法。包括以下步驟，提供一個(gè)噴嘴30，提供一個(gè)有正負(fù)極兩個(gè)端口的電源，其中一端通過導(dǎo)電端口 44和噴嘴30中的極化器連接，提供一個(gè)高分子熔融液體產(chǎn)生裝置54，將紡絲液通過液體入口 36輸送到噴嘴30中。
[0052]本方法還包括提供一個(gè)接收裝置62，將其和電源另一端連接，用于收集從噴嘴30上放電出口 38噴出的納米纖維。連接電源60和高分子熔融液體產(chǎn)生裝置54生產(chǎn)纖維。本發(fā)明公開的方法是利用噴嘴30靜電紡不導(dǎo)電液體，可以安全地給液體施加高壓電場，確?？烧＜徑z。殼鞘32內(nèi)的緩沖極化器40強(qiáng)化了極化效率。
[0053]將放電出口開在套管32相對平坦位置以及合理安排出口的數(shù)量位置，可以有效的改善電暈放電現(xiàn)象和由此導(dǎo)致的紡絲效率低下。
[0054]應(yīng)理解以上描述的實(shí)施例不是為了限制本發(fā)明的范圍。對于實(shí)施例的任何改動(dòng)或修改都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0055]本發(fā)明所有描述，除非有特殊說明，“包括”等詞均包括實(shí)施例中提到的參數(shù)和數(shù)據(jù)，但不排除其他任何可能的參數(shù)。
[0056]本發(fā)明的實(shí)施例不是排除其他例子。一個(gè)實(shí)施例會(huì)證實(shí)本發(fā)明的某些方面，同時(shí)另一個(gè)實(shí)施例會(huì)證實(shí)本發(fā)明的另外一些方面。這些實(shí)施例意在使本技術(shù)領(lǐng)域人員更好理解和執(zhí)行本發(fā)明，而不是限制本發(fā)明的范圍，有特殊說明的內(nèi)容除外。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制備納米纖維的噴嘴，其特征在于，包括帶有空腔的殼鞘、至少一個(gè)使液體進(jìn)入所述空腔的液體入口、至少一個(gè)使液體離開所述空腔的放電出口以及一個(gè)容置在所述空腔內(nèi)部的用于將電荷傳輸?shù)揭后w中的緩沖極化器，所述緩沖極化器的比表面積至少為5 Hf /kg ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備納米纖維的噴嘴，其特征在于:所述放電出口位于所述殼鞘的平坦外表面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備納米纖維的噴嘴，其特征在于:所述殼鞘設(shè)有與所述緩沖極化器連接的導(dǎo)電端口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備納米纖維的噴嘴及其設(shè)備，其特征在于:所述殼鞘為導(dǎo)電材料和非導(dǎo)電材料中的一種或兩種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備納米纖維的噴嘴及其設(shè)備，其特征在于:所述液體入口設(shè)有用于預(yù)存液體的儲(chǔ)存空間。
6.一種制備納米纖維的設(shè)備，其特征在于:包括噴嘴、電源、用于將液體輸送到所述噴嘴的輸送裝置和用于接收所述噴嘴中噴出的纖維的接收裝置，所述噴嘴包括帶有空腔的殼鞘、至少一個(gè)使液體進(jìn)入所述空腔的液體入口、至少一個(gè)使液體離開所述空腔的放電出口以及一個(gè)容置在所述空腔內(nèi)部的用于將電荷傳輸?shù)揭后w中的緩沖極化器，所述緩沖極化器的比表面積至少為5 m2 /kg，所述電源設(shè)有正負(fù)極兩個(gè)端口，其中一端連接到所述緩沖極化器，另一端連接到所述接收裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備納米纖維的設(shè)備，其特征在于:所述電源為高壓直流電源。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備納米纖維的設(shè)備，其特征在于:所述液體輸送裝置包括用于加熱液體的加熱裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備納米纖維的設(shè)備，其特征在于:所述加熱裝置采用紅外線加熱方式。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備納米纖維的設(shè)備，其特征在于:所述液體輸送裝置包括螺桿和用于驅(qū)動(dòng)所述螺桿的馬達(dá)。
【專利摘要】本發(fā)明一種制備納米纖維的噴嘴及其設(shè)備，所述噴嘴包括帶有空腔的殼鞘、至少一個(gè)使液體進(jìn)入所述空腔的液體入口、至少一個(gè)使液體離開所述空腔的放電出口以及一個(gè)容置在所述空腔內(nèi)部的用于將電荷傳輸?shù)揭后w中的緩沖極化器，所述緩沖極化器的比表面積至少為5㎡/kg，所述設(shè)備包括噴嘴、電源、用于將液體輸送到所述噴嘴的輸送裝置和用于接收所述噴嘴中噴出的纖維的接收裝置，所述電源設(shè)有正負(fù)極兩個(gè)端口，其中一端連接到所述緩沖極化器，另一端連接到所述接收裝置。本發(fā)明制備納米纖維的噴嘴及其設(shè)備通過設(shè)置高比表面積的緩沖極化器提高生產(chǎn)效率、將放電出口設(shè)于殼鞘的平坦外表面上，減少電暈放電現(xiàn)象。
【IPC分類】D01D5-00
【公開號(hào)】CN104726944
【申請?zhí)枴緾N201510140006
【發(fā)明人】鄧超然, 姚萬里, 廖有用
【申請人】昆山同日精密測試設(shè)備有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月28日