可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置制造方法
【專利摘要】一種可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置，其包括料桶、活塞、噴絲頭、高壓供電裝置、接收板以及接地電源線，所述靜電紡絲裝置還包括給料桶加熱的加熱裝置以及探測(cè)料桶中紡絲溶液溫度的溫度探測(cè)裝置、溫度調(diào)節(jié)裝置、氣流泵、冷熱氣流轉(zhuǎn)換器。所述加熱裝置包括多個(gè)小的加熱單元，每一加熱單元的工作狀態(tài)通過(guò)一電路控制裝置控制。本發(fā)明通過(guò)用冷熱氣流轉(zhuǎn)換器將冷氣流轉(zhuǎn)換成熱氣流，然后再通過(guò)加熱裝置對(duì)熱氣流進(jìn)行加熱，利用加熱的熱氣流對(duì)料桶整體均勻加熱，并設(shè)置溫度調(diào)節(jié)裝置，有利于方便快捷的調(diào)節(jié)料桶中紡絲溶液的溫度，通過(guò)控制紡絲溶液的溫度來(lái)調(diào)節(jié)紡絲液的粘度。
【專利說(shuō)明】可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及靜電紡絲裝置，尤其涉及一種可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置。【背景技術(shù)】
[0002]靜電紡絲技術(shù)是目前制備納米纖維最重要的基本方法。這一技術(shù)的核心是使帶電荷流體在靜電場(chǎng)中流動(dòng)與變形，最終得到纖維狀物質(zhì)，從而為高分子成為納米功能材料提供了一種新的加工方法。靜電紡絲技術(shù)具有操作簡(jiǎn)便、適用范圍廣、生產(chǎn)效率相對(duì)較高的優(yōu)點(diǎn)，紡制出的納米纖維具有纖維細(xì)，比表面積大，孔隙率高等特點(diǎn)，因此靜電紡絲技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用。
[0003]傳統(tǒng)的靜電紡絲法就是利用電場(chǎng)力將聚合物溶液或熔體從毛細(xì)管口處抽出形成射流，經(jīng)過(guò)擺動(dòng)、蒸發(fā)、細(xì)發(fā)過(guò)程，最終得到納米級(jí)的纖維。紡絲過(guò)程中的聚合物溶液的粘度是影響納米纖維直徑大小及纖維形態(tài)等的一個(gè)重要因素，但是在紡絲過(guò)程中的粘度比較難以控制。
[0004]因此，如何調(diào)節(jié)紡絲溶液的粘度來(lái)獲得高質(zhì)量的納米纖維成了關(guān)鍵點(diǎn)。針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，有必要提供一種具有改良結(jié)構(gòu)的靜電紡絲裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置，用以解決紡絲過(guò)程中聚合物溶液的粘度難以控制的技術(shù)問(wèn)題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]—種可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置，其包括料桶、設(shè)于料桶內(nèi)且能在料桶內(nèi)運(yùn)動(dòng)的活塞、設(shè)于料桶一端且與料桶連通的噴絲頭、連接在噴絲頭上的高壓供電裝置、對(duì)應(yīng)噴絲頭位置設(shè)置的接收板以及給接收板接地的接地電源線，所述靜電紡絲裝置還包括安裝在料桶上并給料桶加熱的加熱裝置以及探測(cè)料桶中紡絲溶液溫度的溫度探測(cè)裝置，所述加熱裝置包括多個(gè)小的加熱單元，每一加熱單元的工作狀態(tài)通過(guò)一電路控制裝置控制，所述靜電紡絲裝置還包括氣流泵、與氣流泵連接的冷熱氣流轉(zhuǎn)換器以及與冷熱氣流轉(zhuǎn)換器連接的輸流管與回流管，所述輸流管與回流管設(shè)于料桶與加熱裝置之間。
[0008]優(yōu)選的，在上述可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置中，所述加熱裝置為電阻式加熱裝置。
[0009]優(yōu)選的，在上述可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置中，所述加熱裝置為金屬線圈加熱裝置或石英加熱裝置。
[0010]優(yōu)選的，在上述可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置中，所述靜電紡絲裝置還包括保持料桶中紡絲溶液溫度的恒溫控制器。
[0011]優(yōu)選的，在上述可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置中，所述溫度探測(cè)裝置與冷熱氣流轉(zhuǎn)換器連接。
[0012]優(yōu)選的，在上述可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置中，所述靜電紡絲裝置還包括調(diào)節(jié)料桶中紡絲溶液溫度的溫度調(diào)節(jié)裝置。
[0013]優(yōu)選的，在上述可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置中，所述溫度調(diào)節(jié)裝置與電路控制裝置連接。
[0014]優(yōu)選的，在上述可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置中，所述氣流泵上設(shè)有氣流調(diào)節(jié)裝置。
[0015]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例的可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、控制簡(jiǎn)單、工藝流程短。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0017](I)通過(guò)設(shè)置給料桶加熱的加熱裝置，并設(shè)有溫度探測(cè)裝置和恒溫控制器，可以簡(jiǎn)單快捷的調(diào)節(jié)紡絲溶液的溫度，進(jìn)而調(diào)節(jié)紡絲溶液的粘度。
[0018](2)通過(guò)用冷熱氣流轉(zhuǎn)換器將冷氣流轉(zhuǎn)換成熱氣流，然后再通過(guò)加熱裝置對(duì)熱氣流進(jìn)行加熱，利用加熱的熱氣流對(duì)料桶整體均勻加熱，通過(guò)溫度探測(cè)裝置探測(cè)的溫度來(lái)指示溫度調(diào)節(jié)裝置控制電路控制裝置啟動(dòng)的加熱單元的數(shù)量，有利于方便快捷的調(diào)節(jié)料桶中紡絲溶液的溫度，通過(guò)控制紡絲溶液的溫度來(lái)調(diào)節(jié)紡絲液的粘度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的有關(guān)本發(fā)明的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1是本發(fā)明可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置的示意圖。
[0021]其中:1、料桶；2、活塞；3、噴絲頭；4、高壓供電裝置；5、接收板；6、接地電源線；7、氣流泵；8、加熱裝置；9、溫度探測(cè)裝置；10、冷熱氣流轉(zhuǎn)換器；
11、輸流管；12、回流管。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本發(fā)明公開(kāi)了一種可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置，用以解決紡絲過(guò)程中聚合物溶液的粘度難以控制的技術(shù)問(wèn)題。
[0023]該可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置，其包括料桶、設(shè)于料桶內(nèi)且能在料桶內(nèi)運(yùn)動(dòng)的活塞、設(shè)于料桶一端且與料桶連通的噴絲頭、連接在噴絲頭上的高壓供電裝置、對(duì)應(yīng)噴絲頭位置設(shè)置的接收板以及給接收板接地的接地電源線，所述靜電紡絲裝置還包括安裝在料桶上并給料桶加熱的加熱裝置以及探測(cè)料桶中紡絲溶液溫度的溫度探測(cè)裝置，所述加熱裝置包括多個(gè)小的加熱單元，每一加熱單元的工作狀態(tài)通過(guò)一電路控制裝置控制，所述靜電紡絲裝置還包括氣流泵、與氣流泵連接的冷熱氣流轉(zhuǎn)換器以及與冷熱氣流轉(zhuǎn)換器連接的輸流管與回流管，所述輸流管與回流管設(shè)于料桶與加熱裝置之間。
[0024]進(jìn)一步的，所述加熱裝置為電阻式加熱裝置。
[0025]進(jìn)一步的，所述加熱裝置為金屬線圈加熱裝置或石英加熱裝置。
[0026]進(jìn)一步的，所述靜電紡絲裝置還包括保持料桶中紡絲溶液溫度的恒溫控制器。
[0027]進(jìn)一步的，所述溫度探測(cè)裝置與冷熱氣流轉(zhuǎn)換器連接。[0028]進(jìn)一步的，所述靜電紡絲裝置還包括調(diào)節(jié)料桶中紡絲溶液溫度的溫度調(diào)節(jié)裝置。
[0029]進(jìn)一步的，所述溫度調(diào)節(jié)裝置與電路控制裝置連接。
[0030]進(jìn)一步的，所述氣流泵上設(shè)有氣流調(diào)節(jié)裝置。
[0031]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0032]如圖1所示，本發(fā)明公開(kāi)的可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置，其包括料桶1、設(shè)于料桶I內(nèi)且能在料桶I內(nèi)運(yùn)動(dòng)的活塞2、設(shè)于料桶I 一端且與料桶I連通的噴絲頭3、連接在噴絲頭3上的高壓供電裝置4、對(duì)應(yīng)噴絲頭3位置設(shè)置的接收板5以及給接收板5接地的接地電源線6。所述可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置還包括安裝在料桶I上且給料桶I加熱的加熱裝置8、探測(cè)料桶I中紡絲溶液溫度的溫度探測(cè)裝置9以及保持料桶I中紡絲溶液溫度的恒溫控制器。所述加熱裝置8包括多個(gè)小的加熱單元，每一加熱單元的工作狀態(tài)通過(guò)一電路控制裝置控制。電路控制裝置的主要部件是PLC可編程控制器或PID控制器。通過(guò)設(shè)置給料桶加熱的加熱裝置8，并設(shè)有溫度探測(cè)裝置9和恒溫控制器，可以簡(jiǎn)單快捷的探測(cè)與保持紡絲溶液的溫度，進(jìn)而調(diào)節(jié)紡絲溶液的粘度。
[0033]加熱裝置8可以為電阻式加熱裝置。加熱裝置8也可以為金屬線圈加熱裝置或石英加熱裝置。
[0034]繼續(xù)如圖1所示，所述可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置還包括氣流泵7、與氣流泵7連接的冷熱氣流轉(zhuǎn)換器10以及與冷熱氣流轉(zhuǎn)換器10連接的輸流管11與回流管12。氣流泵7上設(shè)有氣流調(diào)節(jié)裝置。輸流管11與回流管12設(shè)于料桶I與加熱裝置8之間。溫度探測(cè)裝置9與料桶I連接。通過(guò)用冷熱氣流轉(zhuǎn)換器10將冷氣流轉(zhuǎn)換成熱氣流，然后再通過(guò)加熱裝置8對(duì)熱氣流進(jìn)行加熱，利用加熱的熱氣流對(duì)料桶I整體均勻加熱，有利于方便快捷的調(diào)節(jié)料桶I中紡絲溶液的溫度，通過(guò)控制紡絲溶液的溫度來(lái)調(diào)節(jié)紡絲液的粘度。溶液的粘度受溫度影響很大，高溫時(shí)溶液粘度會(huì)降低，粘度低容易紡絲，可得高質(zhì)量的納米纖維。
[0035]為了方便調(diào)節(jié)溫度，本發(fā)明可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置還包括調(diào)節(jié)料桶I中紡絲溶液溫度的溫度調(diào)節(jié)裝置。所述溫度調(diào)節(jié)裝置與電路控制裝置連接。通過(guò)溫度探測(cè)裝置探測(cè)的溫度來(lái)指示溫度調(diào)節(jié)裝置控制電路控制裝置啟動(dòng)的加熱單元的數(shù)量，有利于方便快捷的調(diào)節(jié)料桶中紡絲溶液的溫度，通過(guò)控制紡絲溶液的溫度來(lái)調(diào)節(jié)紡絲液的粘度。
[0036]本發(fā)明可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置的工作原理為:氣流從氣流泵7中進(jìn)入到冷熱氣流轉(zhuǎn)換器10內(nèi)，由冷氣流轉(zhuǎn)換成熱氣流，加熱裝置8對(duì)冷熱氣流轉(zhuǎn)換器10轉(zhuǎn)換的熱氣流進(jìn)行加熱，利用被加熱的熱氣流對(duì)整個(gè)料桶I恒溫加熱，通過(guò)溫度探測(cè)裝置9探測(cè)的溫度來(lái)指示溫度調(diào)節(jié)裝置控制電路控制裝置啟動(dòng)的加熱單元的數(shù)量，然后靠恒溫控制裝置控制溫度，一段時(shí)間后聚合物溶液可以達(dá)到要求的溫度。聚合物在料桶I內(nèi)，通過(guò)灌注泵推動(dòng)活塞2進(jìn)入噴絲頭3紡絲，高壓供電裝置4連接在噴絲頭3上，接收板5通過(guò)接地電源線6接地，打開(kāi)高壓供電裝置4的開(kāi)關(guān)，在噴絲頭3和接收板5之間形成了一個(gè)電場(chǎng)，使噴絲頭3出口處的聚合物溶液在高壓的作用下形成連續(xù)射流，射流經(jīng)過(guò)擺動(dòng)、蒸發(fā)、細(xì)發(fā)過(guò)程，最后在接收板5上收集到納米級(jí)的纖維。在加熱裝置8的作用中，聚合物溶液的溫度會(huì)升高，聚合物溶液的粘度會(huì)降低，容易紡制納米纖維，所紡制的納米纖維直徑小，質(zhì)量高，聚合物溶液的溫度的大小可以很好地調(diào)節(jié)，進(jìn)而調(diào)節(jié)溶液的粘度，所以可以紡制直徑更小，質(zhì)量更高的納米纖維。
[0037]本發(fā)明實(shí)施例的可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、控制簡(jiǎn)單、工藝流程短。
[0038]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0039](I)通過(guò)設(shè)置給料桶加熱的加熱裝置，并設(shè)有溫度探測(cè)裝置和恒溫控制器，可以簡(jiǎn)單快捷的調(diào)節(jié)紡絲溶液的溫度，進(jìn)而調(diào)節(jié)紡絲溶液的粘度。
[0040](2)通過(guò)用冷熱氣流轉(zhuǎn)換器將冷氣流轉(zhuǎn)換成熱氣流，然后再通過(guò)加熱裝置對(duì)熱氣流進(jìn)行加熱，利用加熱的熱氣流對(duì)料桶整體均勻加熱，通過(guò)溫度探測(cè)裝置探測(cè)的溫度來(lái)指示溫度調(diào)節(jié)裝置控制電路控制裝置啟動(dòng)的加熱單元的數(shù)量，有利于方便快捷的調(diào)節(jié)料桶中紡絲溶液的溫度，通過(guò)控制紡絲溶液的溫度來(lái)調(diào)節(jié)紡絲液的粘度。
[0041]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
[0042]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置，其包括料桶、設(shè)于料桶內(nèi)且能在料桶內(nèi)運(yùn)動(dòng)的活塞、設(shè)于料桶一端且與料桶連通的噴絲頭、連接在噴絲頭上的高壓供電裝置、對(duì)應(yīng)噴絲頭位置設(shè)置的接收板以及給接收板接地的接地電源線，其特征在于:所述靜電紡絲裝置還包括安裝在料桶上并給料桶加熱的加熱裝置以及探測(cè)料桶中紡絲溶液溫度的溫度探測(cè)裝置，所述加熱裝置包括多個(gè)小的加熱單元，每一加熱單元的工作狀態(tài)通過(guò)一電路控制裝置控制，所述靜電紡絲裝置還包括氣流泵、與氣流泵連接的冷熱氣流轉(zhuǎn)換器以及與冷熱氣流轉(zhuǎn)換器連接的輸流管與回流管，所述輸流管與回流管設(shè)于料桶與加熱裝置之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置，其特征在于:所述加熱裝置為電阻式加熱裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置，其特征在于:所述加熱裝置為金屬線圈加熱裝置或石英加熱裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置，其特征在于:所述靜電紡絲裝置還包括保持料桶中紡絲溶液溫度的恒溫控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置，其特征在于:所述溫度探測(cè)裝置與冷熱氣流轉(zhuǎn)換器連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置，其特征在于:所述靜電紡絲裝置還包括調(diào)節(jié)料桶中紡絲溶液溫度的溫度調(diào)節(jié)裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置，其特征在于:所述溫度調(diào)節(jié)裝置與電路控制裝置連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述可調(diào)聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置，其特征在于:所述氣流泵上設(shè)有氣流調(diào)節(jié)裝置。
【文檔編號(hào)】D01D5/00GK103556238SQ201310597147
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】徐嵐, 劉洪瑩, 司娜, 唐曉鵬, 劉福娟, 何吉?dú)g 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)張家港工業(yè)技術(shù)研究院