气泡纺关键参数确定方法技术

本发明专利技术涉及一种气泡纺关键参数确定方法，该气泡纺关键参数确定方法包括如下步骤：(1)获取纺丝溶液并将其倒入至储液池内，打开气泵，并根据储液池的开口大小调节气泵的气流大小，使储液池开口边缘处产生单气泡，记录该气流的基本参数及储液池开口的基本几何参数；(2)打开供电装置，调节电压，产生单气泡的同时进行纺丝，记录该电压和电流范围和气泡的变形范围；(3)调节接收装置与所述储液池的距离以收集微纳米材料，记录该距离的范围；(4)通过所记录上述参数以形成气泡纺丝关键参数数据。通过调控电压和气泵的气流大小，使用单气泡进行纺丝，操作简单，大大减少生产过程中的液滴，可以使纳米纤维产量更高，更易获得纳米纤维。

Determination of key parameters of bubble spinning

The invention relates to a method for determining the bubble spinning parameters, determine the key parameters of the bubble spinning method comprises the following steps: (1) to obtain the spinning solution and putting it in to the liquid storage tank, open air pump, and the size of the air flow according to the opening size of the reservoir regulation of the pump, the liquid storage tank has a single bubble opening at the edge, the basic geometric parameters of the airflow records the basic parameters and the liquid storage tank opening; (2) open the power supply device, voltage regulation, to produce a single bubble and spinning, the deformation range of recording voltage and current range and bubble; (3) adjust the receiving device and the liquid storage tank to the distance collection of micro nano materials, record the range of the distance; (4) by recording the parameters to form the key parameters of bubble spinning data. By regulating the air flow and the size of the air pump, spinning with single bubble can simplify the operation and reduce the droplets in the production process. It can make nanofibers yield higher and get nanofibers more easily.

【技术实现步骤摘要】
气泡纺关键参数确定方法
本专利技术涉及一种气泡纺关键参数确定方法，属于气泡纺领域。
技术介绍
气泡静电纺技术是受蜘蛛纺丝原理的灵感而启发创造出来的，应用气泡的力学原理，设计了气泡静电纺装置。在溶液中连通高压电源的正极，在液面生成气泡的上方一定高度位置有一块接收板接地，这样电源正极与接收板之间形成静电场，然后在该静电场的作用下溶液中的电荷会大体均匀地分布在液面，主要是在气泡表面。静电场产生的电场力达到一定值之后，就可以突破溶液的表面张力，形成射流飞向接收板。在静电场力、溶液表面张力与内外压力的相互倾轧下气泡本就不稳定，而气泡壁本来也十分的薄而脆弱，气泡就会破裂，炸开的同时分裂成无数的射流飞向接收板，在此期间溶剂挥发，射流凝固成纳米纤维无序沉积在接收板上以形成纳米纤维膜。但是，气泡静电纺过程中的气泡的稳定难以控制，有时候极易出现气泡直接飞向接收板的情况，严重影响最后的纳米纤维膜的质量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种气泡纺关键参数确定方法，通过调控电压和气泵的气流大小，使用单气泡进行纺丝，操作简单，节省溶液，大大减少生产过程中的液滴，可以使纳米纤维产量更高，更易获得纳米纤维。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种气泡纺关键参数确定方法，其特征在于，所述气泡纺关键参数确定方法包括如下步骤：S1：获取纺丝溶液；S2：将所述纺丝溶液倒入至储液池内，打开与所述储液池相连接的气泵，并根据所述储液池的开口大小调节所述气泵的气流大小，直至储液池开口边缘处产生单气泡，记录该气流的基本参数及储液池基本几何参数；S3：打开供电装置，调节电压，在静电场力的作用下，直至在单气泡表面进行纺丝，记录该电压和电流范围及气泡的变形范围；S4：调节接收装置与所述储液池的距离，使接收装置收集所述纺丝以形成微纳米材料，记录该距离的范围；S5：通过所记录的气流的基本参数及储液池基本几何参数、电压和电流范围及气泡的变形范围和接收距离形成气泡纺丝关键参数数据。进一步地，所述步骤“S1”中的纺丝溶液的具体制备过程如下：S11：将纺丝原料放入称重装置称重，并加入溶剂溶解；S12：加入磁力转子加热搅拌，直至溶液略粘稠并澄清透明，然后将制得的溶液静置冷却，获得纺丝溶液。进一步地，步骤“S3”中的供电装置为高压直流电源。进一步地，所述电压的范围为大于0且小于100kv。进一步地，步骤“S3”中储液池的开口直径范围为大于0且小于100cm。进一步地，所述储液池的开口形状还可以为长方形等其他形状。进一步地，步骤“S4”中的接收装置的接收距离范围为大于0且小于100cm。进一步地，步骤“S2”中的气流的基本参数包括压力、温度、湿度、速度等参数。进一步地，步骤“S2”中的储液池基本几何参数包括开口形状与尺寸等参数。本专利技术的有益效果在于：通过调控电压和气泵的气流大小，使用单气泡进行纺丝，确定气泡纺丝关键参数数据，使得纳米纤维膜制备的效率及成功率提高。操作简单，节省溶液，大大减少生产过程中的液滴，可以使纳米纤维产量更高，更易获得纳米纤维。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1为本专利技术一种气泡纺关键参数确定方法的流程图。图2为本专利技术一种气泡纺关键参数确定方法的装置结构示意图。图3为利用本专利技术一种气泡纺关键参数确定方法制备的PVA纳米纤维膜电镜图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术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专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。请参见图1与图2，本专利技术的一较佳实施例的气泡纺关键参数确定方法包括如下步骤：S1：获取纺丝溶液；S2：将所述纺丝溶液倒入至储液池内，打开与所述储液池相连接的气泵，并根据所述储液池的开口大小调节所述气泵的气流大小，直至储液池开口边缘处产生单气泡，记录该气流的基本参数及储液池基本几何参数；S3：打开供电装置，调节电压，在静电场力的作用下，直至在单气泡表面进行纺丝，记录该电压和电流范围及气泡的变形范围；S4：调节接收装置与所述储液池的距离，使接收装置收集所述纺丝以形成微纳米材料，记录该距离的范围；S5：通过所记录的气流的基本参数及储液池基本几何参数、电压和电流范围及气泡的变形范围和接收距离形成气泡纺丝关键参数数据。其中，步骤“S1”中的纺丝溶液的具体制备过程如下：S11：将纺丝原料放入称重装置称重，并加入溶剂溶解；S12：加入磁力转子加热搅拌，直至溶液略粘稠并澄清透明，然后将制得的溶液静置冷却，获得纺丝溶液。步骤“S2”中的气流的基本参数包括压力、温度、湿度、速度等参数，储液池基本几何参数包括开口形状与尺寸等参数。在本实施例中，供电装置3为高压直流电源，接收装置4的材料为金属(即为金属板)，记录的电压的范围为大于0且小于100kv，该电压范围能够将储液池1开口边缘处的气泡拉伸成丝。储液池1的开口直径范围为大于0且小于100cm，接收装置4的接收距离范围为大于0且小于100cm。在本实施例中，储液池1开口边缘处不断的产生单气泡的目的是减少气泡交接的时间，使得纺丝的效率更高，有效的避免了多气泡在纺丝过程中各个气泡之间的相互影响。通过不断的调节接收装置4与储液池1之间的距离，可得到不同直径的纳米纤维材料。在本实施例中，储液池的开口形状为圆形，但在其他实施例中，储液池的开口也可为其他形状，如长方形等，按照具体生产要求而定。本实施例中，使用的纺丝溶液原料为PVA颗粒，但在其他实施例中，该方法可以使用其他溶液原料，只要该纺丝溶液原料是可以溶解在相应的溶剂中经气流作用产生气泡的任意聚合物。本专利技术的工作方法如下：先在电子秤上放置一个容器做去皮处理，然后往容器中添加PVA颗粒再进行称重，缓慢加入去离子水配置质量分数为10％的溶液。再往容器中加入一个磁力转子，用保鲜膜和橡皮筋进行双层封口，并放入磁力加热搅拌器在80℃的水浴加热下进行搅拌，直至溶液略粘稠并澄清透明，将所获得的溶液静置冷却。将储液池1与气泵2连接并接入高压直流电源3的正极，在产生装置上方的15cm处放置金属接收板4并接地。将制备好的纺丝溶液缓慢倾倒入直径为0.9cm的储液池1。缓慢打开气泵2，调节气流大小使得储液池1的开口边缘处可以持续稳定的产生单气泡。然后保持安全距离，打开高压直流电源3，再调节气泵2与电压，调节电压到20kv时使得储液池1开口边缘处的单气泡被拉伸成丝，制备所得的微纳米材料被储液池上方的接收板4接收。纺丝持续一段时间后先关闭高压直流电源3，用玻璃棒轻敲器材散去电荷，再取下接收板4，在接收板4上固化沉积的薄膜为PVA纳米纤维膜，其在电镜下的形态如图3所示。综上所述：通过调控电压和气泵的气流大小，使用单气泡进行纺丝，确定气泡纺丝关键参数数据，使得纳米纤维膜制备的效率及成功率提高。使用单气泡减少了纺丝过程中气泡交接的时间，有效的避免了多气泡在纺丝过程中各个气泡之间的相互影响；且该方法操作简单，节省溶液，大大减少生产过程中的液滴，可以使纳米纤维产量更高，更易获得纳米纤维。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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气泡纺关键参数确定方法，其特征在于，所述气泡纺关键参数确定方法包括如下步骤：S1：获取纺丝溶液；S2：将所述纺丝溶液倒入至储液池内，打开与所述储液池相连接的气泵，并根据所述储液池的开口大小调节所述气泵的气流大小，直至储液池开口边缘处产生单气泡，记录该气流的基本参数及储液池基本几何参数；S3：打开供电装置，调节电压，在静电场力的作用下，直至在单气泡表面进行纺丝，记录该电压和电流范围及气泡的变形范围；S4：调节接收装置与所述储液池的距离，使接收装置收集所述纺丝以形成微纳米材料，记录该距离的范围；S5：通过所记录的气流的基本参数及储液池基本几何参数、电压和电流范围及气泡的变形范围和接收距离形成气泡纺丝关键参数数据。

【技术特征摘要】
1.一种气泡纺关键参数确定方法，其特征在于，所述气泡纺关键参数确定方法包括如下步骤：S1：获取纺丝溶液；S2：将所述纺丝溶液倒入至储液池内，打开与所述储液池相连接的气泵，并根据所述储液池的开口大小调节所述气泵的气流大小，直至储液池开口边缘处产生单气泡，记录该气流的基本参数及储液池基本几何参数；S3：打开供电装置，调节电压，在静电场力的作用下，直至在单气泡表面进行纺丝，记录该电压和电流范围及气泡的变形范围；S4：调节接收装置与所述储液池的距离，使接收装置收集所述纺丝以形成微纳米材料，记录该距离的范围；S5：通过所记录的气流的基本参数及储液池基本几何参数、电压和电流范围及气泡的变形范围和接收距离形成气泡纺丝关键参数数据。2.如权利要求1所述的气泡纺关键参数确定方法，其特征在于，所述步骤“S1”中的纺丝溶液的具体制备过程如下：S11：将纺丝原料放入称重装置称重，并加入溶剂溶解；S12：加入磁力转子加热搅拌，直至溶液略粘稠并...

【专利技术属性】
技术研发人员：何吉欢，田丹，何春晖，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32