用以降低溶液黏度的凹槽式静电纺丝装置的制作方法

本实用新型涉及一种用以降低溶液黏度的凹槽式静电纺丝装置，属于自由液面静电纺丝技术领域。

背景技术：

目前，静电纺丝法生产纳米纤维已成为应用研究的热点。但传统的静电纺丝设备纺丝效率低，限制了纳米纤维的批量化生产，因此气泡纺、自由液面纺应运而生。自由液面静电纺丝作为新型的纺丝工艺，其纺丝原理与气泡静电纺丝相似，是利用高压电场所提供的静电力克服聚合物液面的表面张力，在聚合物液面形成泰勒锥，并进一步形成射流，射流在电场力的作用下被拉细成纳米纤维。因为这一过程中没有气泡的介入，故而克服了气泡静电纺气泡尺寸不可控，气泡破裂无规律以及由此造成的纤维直径分布不均等缺点，同时还保存了气泡静电纺的高产量的优点。但是自由液面纺丝过程中，表面张力仅存在于储液装置上，在高压静电作用下，纺丝液克服表面张力而产生的纤维数量并不够多。同时由于某些纺丝溶液粘度较高，在纺丝过程中溶液发生凝固的现象；以及由于重力的作用，一些添加在溶液中的物质例如石墨烯(gr)、碳纳米管(cnt)等在长时间的纺丝过程中会发生团聚沉淀的现象，导致纺制出的纤维膜质量不一，不能满足实验和生产要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用以降低溶液黏度的凹槽式静电纺丝装置，其能够在提高纺丝效率的同时，降低纺丝溶液的黏度以提高纺丝质量。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用以降低溶液黏度的凹槽式静电纺丝装置，包括：

储液机构，用以放置纺丝溶液；所述储液机构内设置有用以将所述储液机构分隔成多个储液空间的分隔件及设置在每个所述储液空间内的多个金属球体；

磁力搅拌机构，用以将作用力传递至所述储液机构；

高压静电发生机构，与所述储液机构连接；

接收机构，设置在所述储液机构的一侧且接地；

所述接收机构与所述储液机构之间形成静电场，所述金属球体在所述磁力搅拌机构的作用下旋转以防止纺丝溶液黏稠，且纺丝溶液在静电场的作用下被拉伸以形成射流接收在所述接收机构上。

进一步地，所述储液机构和所述分隔件皆呈环形状，多个所述分隔件等距设置在所述储液机构内。

进一步地，若干个所述金属球体均匀设置在所述储液空间内。

进一步地，所述储液机构的材料为导电金属。

进一步地，所述储液机构放置在所述磁力搅拌机构上。

进一步地，所述储液机构具有开口，所述接收机构设置在所述开口的上方。

进一步地，所述接收机构为网状、滚筒状及盒体状中的任一种。

进一步地，所述用以降低溶液黏度的凹槽式静电纺丝装置还包括用以为所述储液机构供液的恒流供液机构，所述恒流供液机构通过导液管与所述储液机构连接。

进一步地，多个所述储液空间连通设置。

本实用新型的有益效果在于：通过在储液机构内设置有用以将储液机构分隔成多个储液空间的分隔件，从而使得每个储液空间的液面都可以被拉伸成射流以纺丝，达到提高纺丝效率的目的；

通过在每个储液空间设置有若干个金属球体，金属球体在磁力搅拌机构的作用下在纺丝溶液中旋转，以降低纺丝溶液的黏度进而提高纺丝溶液的均匀性和物质分散性，从而达到大幅度提升纺丝效率及纺丝质量的效果。

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

图1为本实用新型的用以降低溶液黏度的凹槽式静电纺丝装置的结构示意图。

具体实施方式

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。

请参见图1，本实用新型的一较佳实施例中的用以降低溶液黏度的凹槽式静电纺丝装置，包括用以放置纺丝溶液的储液机构2、用以将作用力传递至所述储液机构2的磁力搅拌机构5、与所述储液机构2连接的高压静电发生机构4及设置在所述储液机构2一侧且接地7的接收机构6，同时，接收机构6还与高压静电发生机构4的负极连接。在本实施例中，所述储液机构2的材料为导电金属，该导电金属可以为铁等，在此不做具体限定，根据实际情况而定。打开高压静电发生机构4进而使得储液机构2与接收机构6之间形成静电场，纺丝溶液在静电场的作用力下被拉伸成射流以纺丝，方便快捷。其中，高压静电发生机构4为高压静电发生器。

所述储液机构2具有开口，为了使得接收机构6能够更多且更好的接收到射流，所述接收机构6位于所述开口的上方，且位于所述开口的正上方。所述接收机构6为网状、滚筒状及盒体状中的任一种，在本实施例中，所述接收结构为平板且为网状，诚然，在其他实施例中，所述接收机构6可以为其他，在此不做具体限定，根据实际情况而定。

所述储液机构2内设置有用以将所述储液机构2分隔成多个储液空间的分隔件及设置在每个所述储液空间内的多个金属球体1，所述接收机构6与所述储液机构2之间形成静电场，所述金属球体1在所述磁力搅拌机构5的作用下旋转以防止纺丝溶液黏稠，且纺丝溶液在静电场的作用下被拉伸以形成射流接收在所述接收机构6上。

在本实施例中，所述储液机构2和所述分隔件皆呈环形状，储液机构2为凹槽状的储液槽，多个所述分隔件等距设置在所述储液槽内。这样设置的目的在于：每个储液空间的径向宽度一致，以便于更好的纺丝且提高纺丝质量。若干个所述金属球体1均匀设置在每个所述储液空间内，每个金属球体1沾上纺丝溶液后在静电场的作用下，金属球体1的表面也会被拉伸成丝。每个储液空间内的纺丝溶液与储液空间的上端齐平，即纺丝溶液到达储液空间的最上端以形成自由液面，自由液面在静电场力的作用下形成泰勒锥后被拉伸成丝。

为了便于磁力搅拌机构5的力能够快速且高效的传递至储液机构2，在本实施例中，所述储液机构2放置在所述磁力搅拌机构5上。磁力搅拌机构5为磁力搅拌机，其利用磁性物质同性相斥的特性，通过不断变换基座的两端的极性来推动磁性搅拌仔转动，相应的，设置在储液机构2内的金属球体1由于受到磁力的作用下不停旋转，继而搅拌纺丝溶液，降低纺丝溶液的黏度以提高溶液的均匀性和物质分散性。诚然，在其他实施例中，所述磁力搅拌机构5与储液机构2的连接方式也可为其他，在此不做具体限定，根据实际情况而定。

所述用以降低溶液黏度的凹槽式静电纺丝装置还包括用以为所述储液机构2供液的恒流供液机构3，所述恒流供液机构3通过导液管与所述储液机构2连接。值得注意的是，在本实施例中，多个所述储液空间连通设置，进而使得一个恒流供液机构3能够为每个储液空间供液，方便快捷。

本实用新型的用以降低溶液黏度的凹槽式静电纺丝装置的实施过程为：通过恒流供液装置将纺丝溶液以恒定速率注入储液机构2中直至溶液液面与储液机构2的上表面相平，此时关闭恒流供液装置。同时，打开高压静电发生机构4和磁力搅拌机构5，金属球体1在磁力的作用下在纺丝溶液中不断旋转，此时形成的自由液面和金属球体1上的纺丝液在高压静电的作用下形成泰勒锥，泰勒锥的表面张力在电场力的作用下被进一步克服产生射流，射流在高压电场内的静电力的作用下被拉细成丝并由平板接收机构6接收，最终形成大量均匀的纳米纤维膜。

综上所述：通过在储液机构2内设置有用以将储液机构2分隔成多个储液空间的分隔件，从而使得每个储液空间的液面都可以被拉伸成射流以纺丝，达到提高纺丝效率的目的；

通过在每个储液空间设置有若干个金属球体1，金属球体1在磁力搅拌机构5的作用下在纺丝溶液中旋转，以降低纺丝溶液的黏度进而提高纺丝溶液的均匀性和物质分散性，从而达到大幅度提升纺丝效率及纺丝质量的效果。

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。

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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