靜電紡絲裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種靜電紡絲裝置，特別涉及一種用于微米或納米級(jí)纖維的靜電紡絲裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]靜電紡絲是一種特殊的纖維制造工藝，聚合物溶液或熔體在強(qiáng)電場(chǎng)中，噴頭處的液滴會(huì)由球形變?yōu)閳A錐形，并從圓錐尖端延展得到纖維細(xì)絲。纖維細(xì)絲在空中固化后可產(chǎn)出纖維絲并且無(wú)序地沉積于收集板。
[0003]利用靜電紡絲原理制造纖維絲過(guò)程中，液態(tài)射流/纖維絲在噴射過(guò)程時(shí)，會(huì)出現(xiàn)大幅度的螺旋不穩(wěn)定鞭動(dòng)，其原因是射流/纖維絲表面附帶有電荷，電荷之間所產(chǎn)生的庫(kù)倫斥力相互作用從而產(chǎn)生擾動(dòng)，進(jìn)而不斷放大形成不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)，從而在基底上形成大范圍的纖維沉積。現(xiàn)有的傳統(tǒng)靜電紡絲技術(shù)并不能對(duì)纖維的螺旋不穩(wěn)定鞭動(dòng)范圍和纖維沉積范圍進(jìn)行很好的控制。例如CN200880005819.X采用高壓靜電爆炸技術(shù)產(chǎn)生纖維，這種技術(shù)難以控制纖維的產(chǎn)生過(guò)程，包括纖維的沉積范圍。CN 201310020810.9采用鞘層氣體約束的方式，利用外部氣體的高速運(yùn)動(dòng)作用于靜電紡絲射流，引入氣體流暢拉伸力提升射流運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性，但這種方法對(duì)射流本身的不穩(wěn)定鞭動(dòng)控制有限，難以完全克服射流鞭動(dòng)，同時(shí)氣流沖擊到收集板后的反彈也會(huì)增大射流鞭動(dòng)的不穩(wěn)定性。CN201210564303.7采用真空環(huán)境產(chǎn)生纖維，利用真空環(huán)境降低射流內(nèi)部自由電荷，從而提高射流穩(wěn)定性，但這種方式所需的環(huán)境要求較高，裝置較為復(fù)雜，同時(shí)真空環(huán)境對(duì)可使用的紡絲溶液具有更高的要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型提供一種靜電紡絲裝置，可以有效解決上述問(wèn)題。
[0005]—種靜電紡絲裝置，包括:紡絲液供給單元，包括至少一出料口，所述紡絲液供給單元用于提供一待紡絲的溶液或熔融液；
[0006]接收單元，與所述紡絲液供給單元正對(duì)設(shè)置；
[0007]電源，電連接于所述紡絲液供給單元和所述接收單元之間，并用于在所述紡絲液供給單元和所述接收單元之間形成一電場(chǎng)；
[0008]離子風(fēng)供給單元，設(shè)置于所述出料口，用于提供與所述待紡絲的溶液或熔融液電性相反的離子風(fēng)。
[0009]進(jìn)一步的，所述靜電紡絲裝置為滾筒式，且所述紡絲液供給單元包括一滾筒，所述滾筒的側(cè)壁包括至少一沖孔，所述沖孔為所述出料口。
[0010]進(jìn)一步的，所述靜電紡絲裝置為針尖式，且所述紡絲液供給單元包括容器以及與所述容器連通的噴頭，所述噴頭為所述出料口。
[0011]進(jìn)一步的，所述離子風(fēng)供給單元的出氣口與所述出料口的出料方向形成一大于等于0度小于等于45度的夾角。
[0012]進(jìn)一步的，所述夾角為0度。
[0013]進(jìn)一步的，所述出料口與所述接收單元的距離為1毫米到1000毫米。
[0014]進(jìn)一步的，所述出料口與所述接收單元的距離為100毫米到500毫米。
[0015]本實(shí)用新型提供的一種靜電紡絲裝置，通過(guò)微弱離子風(fēng)在出料口處溶液周圍產(chǎn)生離子，這部分離子會(huì)中和射流表面的部分電荷，從而增強(qiáng)射流的穩(wěn)定性和鞭動(dòng)的可控性。這種方式不僅可實(shí)現(xiàn)避免射流不穩(wěn)定鞭動(dòng)，還可實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離纖維絲的有序直寫。此外，本實(shí)用新型中，由于離子風(fēng)所需的裝置成本較低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境要求及設(shè)備要求較低，故還可以顯著降低成本。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的針尖式靜電紡絲裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的針尖式靜電紡絲裝置中的噴頭的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的針尖式靜電紡絲裝置通過(guò)控制不同離子風(fēng)濃度所獲得的不同穩(wěn)定射流纖維的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4為本實(shí)用新型另一實(shí)施例提供的滾筒式靜電紡絲裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖5為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的滾筒式靜電紡絲方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明?？梢岳斫獾氖牵颂幩枋龅木唧w實(shí)施例僅僅用于解釋本實(shí)用新型，而非對(duì)本實(shí)用新型的限定。另外還需要說(shuō)明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。
[0022]請(qǐng)參照?qǐng)D1，一種針尖式靜電紡絲裝置100，包括:紡絲液供給單元10，接收單元20，電源30以及離子風(fēng)供給單元40。所述紡絲液供給單元10用于提供一待紡絲的溶液或熔融液13。所述溶液或熔融液13可以為聚合物溶液或預(yù)聚物溶液。所述接收單元20與所述紡絲液供給單元正10對(duì)設(shè)置。所述電源30連接于所述紡絲液供給單元10與所述接收單元20之間，用于在所述紡絲液供給單元10和所述接收單元20之間形成一電場(chǎng)。所述離子風(fēng)供給單元40，用于提供與所述待紡絲的溶液或熔融液13電性相反的離子風(fēng)41。
[0023]所述紡絲液供給單元10包括容器11以及與所述容器11連通的噴頭12，所述噴頭12為所述聚合物溶液或熔融液13的出料口。所述聚合物溶液或熔融液13會(huì)在所述出料口上形成一垂懸液滴，該垂懸液滴會(huì)通過(guò)表面張力維持在出料口的末端。所述出料口與所述接收單元20之間可以具有較大的距離，所述出料口與所述接收單元20之間的距離為1毫米到1000毫米。更優(yōu)選的，所述出料口與所述接收單元20之間的距離為100毫米到500毫米。進(jìn)一步，所述紡絲液供給單元10可進(jìn)一步包括一加熱裝置(圖中未標(biāo)示)，設(shè)置于所述容器11的周圍，用于加熱所述容器11中的聚合物溶液或熔融液13。
[0024]請(qǐng)參照?qǐng)D2，所述離子風(fēng)供給單元40，設(shè)置于所述出料口。具體的，所述離子風(fēng)供給單元40的出氣口與所述出料口間隔一預(yù)定距離設(shè)置。所述離子風(fēng)供給單元40的出氣口設(shè)置在所述出料口靠近所述接收單元20的一側(cè)設(shè)置，且距離1毫米到5毫米之間。優(yōu)選的，所述距離2毫米到3毫米之間。這樣設(shè)置的好處是:使所述離子風(fēng)供給單元40中的離子不會(huì)影響到垂懸液滴中的電荷，而只作用在拉出的纖維絲上。所述離子風(fēng)供給單元40的出氣口與所述出料口的出料方向形成一大于等于0度的交叉角。所述離子風(fēng)供給單元的出氣口與所述出料口的出料方向形成