本實用新型涉及用于靜電紡絲的接收器，尤其涉及一種用于靜電紡絲的分層式接收器。

背景技術(shù)：

靜電紡絲作為一種納米纖維制造技術(shù)，主要是利用高壓電場下，液滴變成錐形，形成泰勒錐，然后在靜電力的作用下延伸，形成納米級超細(xì)纖維?；谀壳皩τ陟o電紡絲的研究，認(rèn)為靜電紡絲的實質(zhì)是快速產(chǎn)生噴射流，因此現(xiàn)在一系列對于靜電紡絲的研究都主要集中于從泰勒錐噴射出的射流的性質(zhì)，具體體現(xiàn)在對于溶液或熔體的噴射針頭的研究，如各種形狀或型式的噴射針頭，亦或是無針頭的噴射筒或噴射裝置等，以期得到不同形狀的泰勒錐?；蛘呤菍τ陟o電紡絲技術(shù)工業(yè)化的研究，如對于產(chǎn)生的納米級超細(xì)纖維的收集方法等。如美國專利US6106913A中，利用氣流沉積法將超細(xì)纖維引導(dǎo)到長絲上，經(jīng)牽引卷繞形成高強(qiáng)力納米纖維包芯紗；或者是中國專利CN201410280734.X中采用的動態(tài)旋轉(zhuǎn)的喇叭形收集器，將超細(xì)纖維引導(dǎo)到長絲上及進(jìn)行加捻的收集方法。

在這些基于靜電紡絲產(chǎn)生納米超細(xì)纖維的產(chǎn)生方法和收集利用方法的研究中，前者主要研究的是利用不同的噴射頭或噴嘴產(chǎn)生不同形狀的泰勒錐，采用的均是收集板或接收板對產(chǎn)生的纖維進(jìn)行收集；后者雖然對收集器或者說接收器進(jìn)行了改進(jìn)，但是收集器就沒有作為高壓電場的組成部分，而是僅作為收集裝置對在高壓電場內(nèi)產(chǎn)生的超細(xì)纖維進(jìn)行收集。

而且后者中，多采用簡單的板式或喇叭形接收裝置對納米纖維進(jìn)行收集，采用這種收集方式使所有納米纖維無序堆積為一層，彼此結(jié)合不緊密，僅靠軸向拉力繃緊纏繞，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度小，納米纖維軸向拉力利用率不高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提出了一種用于靜電紡絲的分層式接收器，通過分層式接收器與出絲裝置之間形成高壓電場，使高壓電場具有多層結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度分布，誘導(dǎo)靜電紡絲在各個多層結(jié)構(gòu)電場內(nèi)進(jìn)行，從而制備出多層結(jié)構(gòu)分布的納米纖維集合體。

技術(shù)方案

一種用于靜電紡絲的分層式接收器，其特征在于：所述分層式接收器包括若干層半徑逐步遞減的分層板，其中半徑最小的分層板一端與出絲裝置相對，以在出絲裝置和分層式接收器之間形成內(nèi)外多層分布的高壓靜電場。

進(jìn)一步，所述分層式接收器的每塊分層板同軸設(shè)置，并且每塊分層板中心開有通孔，各層分層板中心的通孔彼此相通，貫穿整個分層式接收器，以使?fàn)恳L絲穿過。

進(jìn)一步，所述分層式接收器的半徑最大的分層板另一面設(shè)置有傳動接口，所述傳動接口為筒狀，用于連接轉(zhuǎn)動電機(jī)輸出軸，在傳動接口側(cè)面設(shè)有固定螺絲用于固定連接，在傳動接口底部開有與分層板的通孔相連的傳動接口通孔。

進(jìn)一步，所述分層式接收器各個分層板彼此無間隔的層層疊加設(shè)置。

進(jìn)一步，各個分層板之間通過設(shè)置在中心軸線上的金屬隔件連接，通過調(diào)節(jié)所述隔件的長度調(diào)節(jié)相鄰分層板間隔的距離。

進(jìn)一步，所述分層式接收器分層板的形狀為圓形或正多邊形。

有益效果

本實用新型提供的分層式接收器，配合出絲裝置形成高壓靜電場，且使高壓靜電場在泰勒錐-射流區(qū)域產(chǎn)生不同層次分布，在帶電液滴從泰勒錐到在電場中運動形成的納米纖維在分層式接收器各層分層板上分層沉積,配合加捻收集后形成的納米纖維集合體的橫切面能形成多層同心圓結(jié)構(gòu)，從而使得納米纖維集合體排列有序，每層內(nèi)部納米纖維彼此緊密排列，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)加捻后形成的納米纖維集合體結(jié)構(gòu)致密有序，性能穩(wěn)定。

附圖說明

圖1為本實用新型的出絲裝置與分層式接收器形成點對面多層分布靜電場的示意圖；

圖2為本實用新型中采用牽引長絲連續(xù)制備納米纖維集合體的示意圖；

圖3為分層式接收器示意圖；

其中：1-卷繞裝置，2-出絲裝置，3-靜電紡絲區(qū)域，4-噴絲頭架，5-分層式接收器，6-轉(zhuǎn)動電機(jī)，7-牽引長絲，8-絲架，9-分層板，10-固定螺絲，11-傳動接口，12-通孔。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例和附圖，進(jìn)一步闡述本實用新型。

靜電紡絲技術(shù)是基于泰勒錐在靜電場中的電液運動，拉伸形成納米纖維，所形成的納米纖維經(jīng)過收集形成納米纖維集合體。目前對靜電紡絲的研究均集中在對于溶液或熔體的噴射裝置的研究或者是纖維收集裝置的研究上，但是對于制備不同結(jié)構(gòu)要求的納米纖維集合體，現(xiàn)在仍然沒有什么方法。

本實用新型提出了以分層式接收器作為用于靜電紡絲靜電場的一個電極，然后通過分層結(jié)構(gòu)的接收器，使之與出絲裝置之間形成分層結(jié)構(gòu)的靜電場。從而在帶電液滴形成泰勒錐過程中，和在泰勒錐形成之后超過臨界電荷密度，泰勒錐變得不穩(wěn)定，形成射流噴射，及射流在電場中加速，直徑變小，松弛形成超細(xì)纖維的這一系列運動過程中，影響帶電液滴，形成分層運動和拉伸的納米纖維，且分層結(jié)構(gòu)的接收器作為收集裝置，使納米超細(xì)纖維按照電場的分層結(jié)構(gòu)進(jìn)行排列，形成長度與直徑分層而異的納米纖維和多層結(jié)構(gòu)的納米纖維集合體，進(jìn)而使得納米纖維集合體排列有序，每層內(nèi)部納米纖維彼此緊密排列，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)加捻后結(jié)合，形成的納米纖維集合體結(jié)構(gòu)致密有序，性能穩(wěn)定。

為了實現(xiàn)分層結(jié)構(gòu)的靜電場分布，本實施例提供一種分層式接收器如圖3所示，該分層式接收器包括若干層半徑逐步遞減的分層板9，所述分層板9為圓形或者正多邊形，各層分層板9通過設(shè)置在中心軸線上的金屬隔件相連接，通過調(diào)節(jié)隔件的長度調(diào)節(jié)相鄰分層板9間隔的距離。該分層式接收器的每塊分層板9同軸設(shè)置，并且每塊分層板中心開有通孔，各層分層板中心的通孔彼此相通，貫穿整個分層式接收器。

為了方便安裝分層式接收器，在分層式接收器中半徑最大的分層板9另一側(cè)設(shè)置有傳動接口11，傳動接口11為筒狀，傳動接口側(cè)壁開有通孔12，通過通孔12上的固定螺絲10實現(xiàn)分層式接收器5的連接。傳動接口底部設(shè)置有通孔12，用于使?fàn)恳L絲7穿過傳動接口11，然后穿過各層分層板9的中心通孔12，用于制備納米纖維集合體。

如附圖1所示意，當(dāng)出絲裝置采用點狀的出絲裝置2，分層式接收器采用具有多層分布面的分層式接收器進(jìn)行靜電紡絲制備納米纖維集合體時，半徑最小的分層板距出絲裝置距離最近，半徑最大的分層板距離出絲裝置距離最遠(yuǎn)。在出絲裝置2和分層式接收器5之間形成點對面分布的多層靜電場。泰勒錐形成的射流隨機(jī)進(jìn)入到分層結(jié)構(gòu)靜電場的不同靜電場層，每個靜電場層中射流所受到的靜電力和運動路徑均不同，最終所形成的納米纖維的直徑與長度均不同。不同直徑與長度的納米纖維沉積在對應(yīng)的各層分層板上，在分層式接收器5轉(zhuǎn)動加捻作用下形成納米纖維集合體。所形成的納米纖維集合體橫切面的納米纖維分為多層同心圓結(jié)構(gòu)，使得納米纖維集合體更加有序，每層內(nèi)部納米纖維彼此緊密結(jié)合，各個納米纖維層相互加捻緊密結(jié)合，形成的納米纖維集合體結(jié)構(gòu)更加致密有序，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。

如附圖2所示，還可以在分層式接收器5的中心軸線上設(shè)置一根牽引長絲7，與以中心軸線為旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的分層式接收器配合接收納米纖維，納米纖維一端沉積在分層板上，另一端沉積在牽引長絲7上，形成多層結(jié)構(gòu)的納米纖維絲錐。納米纖維絲錐中的納米纖維在靜電場力、牽引長絲7的牽引力及分層式接收器5作用力下在牽引長絲7表面形成納米纖維集合體，牽引長絲7一端連接卷繞裝置1，實現(xiàn)連續(xù)制備納米纖維集合體。

出絲裝置的出絲孔可以采用單孔或者多層復(fù)合孔，成型出單一纖維或復(fù)合纖維，多層復(fù)合孔的橫截面可以為同心的形狀或者偏心的形狀，從而在帶電液滴形成泰勒錐時控制納米纖維的形狀和每根纖維的層狀結(jié)構(gòu)。

上述各實施方式是實現(xiàn)本實用新型的具體實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，而在實際應(yīng)用中，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本實用新型的精神和范圍。