一種新型的離心熔體靜電紡絲裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型的離心熔體靜電紡絲裝置，它主要包括紡絲部件、接收部件、電磁加熱部件、高壓發(fā)生部件、電動(dòng)部件、機(jī)架。紡絲部件包括儲(chǔ)液槽、端蓋、圓錐臺(tái)噴頭組件1和圓錐臺(tái)噴頭組件2；接收部件包括尼龍材質(zhì)的開有槽的塑料底板和通過(guò)螺栓調(diào)節(jié)可在塑料底板上滑動(dòng)的鋁制接收板；電磁加熱部件包括電磁線圈、電磁控制箱、紅外測(cè)溫儀、支撐桿，電磁線圈位于儲(chǔ)液槽下端；高壓發(fā)生部件包括高壓發(fā)生器，其中高壓發(fā)生器的正極與靜止的接收部件的接收板相連；電動(dòng)部件包括電機(jī)、軸，電機(jī)帶動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)從而驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)液槽旋轉(zhuǎn)；機(jī)架接地，并且支撐整個(gè)紡絲體系。本發(fā)明在傳統(tǒng)的熔體靜電紡絲裝置上引入離心力，利用靜電力和離心力的雙重作用實(shí)現(xiàn)纖維的拉伸細(xì)化，最終實(shí)現(xiàn)批量制備有序的納米纖維。
【專利說(shuō)明】-種新型的離心熔體靜電紡絲裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種新型的離心熔體靜電紡絲裝置，屬于靜電紡絲領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著納米科技研究的不斷升溫，納米纖維的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。靜電紡絲作為一種 簡(jiǎn)單高效制備連續(xù)納米纖維的技術(shù)引起了科研人員和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。靜電紡絲的基本 原理是利用靜電力作為牽引力制備超細(xì)纖維。靜電紡絲分為溶液靜電紡絲和熔體靜電紡 絲，由于溶液靜電紡絲存在產(chǎn)率低、溶劑回收難等一系列缺點(diǎn)，使熔體靜電紡絲成為生產(chǎn)納 米纖維的較為有前景的新型技術(shù)。但是到目前為止，熔體靜電紡絲尚不能大批量制備直徑 小于500nm的有序纖維。為解決這一問(wèn)題，本發(fā)明一種新型的離心熔體靜電紡絲裝置能利 用靜電力和離心力的共同作用，對(duì)紡絲纖維進(jìn)一步拉伸細(xì)化并且實(shí)現(xiàn)纖維的有序化排列。 在離心力和靜電力的相互作用下利用高效的圓錐臺(tái)噴頭來(lái)獲取批量有序的納米纖維。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提出了一種新型的離心熔體靜電紡絲裝置。本發(fā)明是在傳統(tǒng)的熔體靜電紡 絲裝置上引入離心力，利用靜電力和離心力的雙重作用實(shí)現(xiàn)纖維的拉伸細(xì)化，并且采用圓 錐臺(tái)噴頭不僅避免了噴頭堵塞問(wèn)題而且大大提高了紡絲效率，最終實(shí)現(xiàn)批量制備有序的納 米纖維。
[0004] 本發(fā)明提出了一種新型的離心熔體靜電紡絲裝置，它主要包括紡絲部件、接收部 件、電磁加熱部件、高壓發(fā)生部件、電動(dòng)部件、機(jī)架。紡絲部件包括儲(chǔ)液槽、中間開孔的端蓋、 圓錐臺(tái)噴頭組件1和圓錐臺(tái)噴頭組件2,圓錐臺(tái)噴頭組件1與圓錐臺(tái)噴頭組件2通過(guò)螺釘相 連并通過(guò)螺栓固定在儲(chǔ)液槽上，見發(fā)明專利CN103215663A，端蓋與儲(chǔ)液槽通過(guò)螺釘相連，儲(chǔ) 液槽底部為向下凹的球面形狀，端蓋的主要作用是防止在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中聚合物熔體由于離 心力太大而溢出儲(chǔ)液槽，端蓋與儲(chǔ)液槽通過(guò)螺釘相連，端蓋中間開孔以使紅外測(cè)溫儀的光 斑能照射到聚合物熔體上；接收部件包括尼龍材質(zhì)的開有滑動(dòng)槽的塑料底板和通過(guò)螺栓調(diào) 節(jié)可在塑料底板上滑動(dòng)的鋁制接收板，接收板與滑動(dòng)槽對(duì)應(yīng)，其數(shù)量可少于滑動(dòng)槽的個(gè)數(shù)； 塑料底板通過(guò)螺釘固定在機(jī)架上；電磁加熱部件包括電磁線圈、電磁控制箱、紅外測(cè)溫儀、 支撐桿，電磁線圈位于儲(chǔ)液槽下端，電磁線圈通過(guò)螺紋與支撐桿相連，支撐桿通過(guò)螺釘固定 于機(jī)架上，電磁控制箱放置在地面上，與電磁線圈和紅外測(cè)溫儀相連接，紅外測(cè)溫儀懸空固 定，紅外測(cè)溫儀對(duì)聚合物熔體溫度進(jìn)行監(jiān)控從而反饋給電磁控制箱控制電磁加熱線圈的通 斷，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)液槽中聚合物熔體加熱及溫度控制；高壓發(fā)生部件包括高壓發(fā)生器，其中 高壓發(fā)生器的正極與靜止的接收部件的接收板相連；電動(dòng)部件包括電機(jī)、與儲(chǔ)液槽通過(guò)螺 紋相連的軸，電機(jī)帶動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)從而驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)液槽旋轉(zhuǎn)；紡絲部件儲(chǔ)液槽與電動(dòng)部件軸通過(guò)螺 紋相連，電動(dòng)部件、電磁加熱部件以及高壓發(fā)生部件均安裝在機(jī)架上，機(jī)架接地，并且支撐 整個(gè)紡絲體系。
[0005] 本發(fā)明提出的一種新型的離心熔體靜電紡絲裝置，具有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①靜電力和離 心力的雙重作用實(shí)現(xiàn)聚合物纖維的超細(xì)化；②利用圓錐臺(tái)噴頭以及離心作用，實(shí)現(xiàn)了紡絲 批量化；③利用離心紡絲實(shí)現(xiàn)纖維的有序化收集。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006] 圖1本發(fā)明一種新型的離心熔體靜電紡絲裝置示意圖。
[0007] 圖中：1_接收板，2-圓錐臺(tái)噴頭組件1，3_圓錐臺(tái)噴頭組件2,4_儲(chǔ)液槽，5-端蓋， 6-紅外測(cè)溫儀，7-支撐桿，8-聚合物熔體，9-電磁加熱線圈，10-纖維，11-電磁控制箱， 12-機(jī)架，13-軸，14-電機(jī)，15-塑料底板，16-高壓發(fā)生器。

【具體實(shí)施方式】
[0008] 下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)闡述： 本發(fā)明提出了一種離心式靜電紡絲裝置，它主要包括紡絲部件、接收部件、電磁加熱部 件、高壓發(fā)生部件、電動(dòng)部件、機(jī)架。
[0009] 本發(fā)明是一種新型的離心熔體靜電紡絲裝置，裝置圖見圖1。如圖1紡絲部件由儲(chǔ) 液槽（4)、中間開孔的端蓋（5)、圓錐臺(tái)噴頭組件1 (2)、圓錐臺(tái)噴頭組件2 (3)組成，其中圓 錐臺(tái)噴頭組件1 (2)與圓錐臺(tái)噴頭組件2 (3)通過(guò)螺釘相連，之后二者通過(guò)螺釘與儲(chǔ)液槽 (4)相連，并且儲(chǔ)液槽（4)通過(guò)螺紋接頭與軸（13)相連，儲(chǔ)液槽（4)底部為向下凹的球形形 狀，端蓋（5)與儲(chǔ)液槽（4)通過(guò)螺釘相連，端蓋（5)中間開孔以使紅外測(cè)溫儀（6)的光斑能 照射到聚合物熔體（8)上。接收部件包括尼龍材質(zhì)的開有滑動(dòng)槽的塑料底板（15)和通過(guò) 螺栓調(diào)節(jié)可在塑料底板上滑動(dòng)的鋁制接收板（1 )，塑料底板（15)通過(guò)螺釘固定在機(jī)架（12) 上。電磁加熱部件包括電磁加熱線圈（9)、電磁控制箱（11)、紅外測(cè)溫儀（6)、支撐桿（7)，支 撐桿的作用是支撐電磁加熱線圈（9)，電磁加熱線圈（9)位于儲(chǔ)液槽（4)下端，電磁線圈（9) 通過(guò)螺紋與支撐桿（7)相連，支撐桿（7)通過(guò)螺釘固定于機(jī)架（12)上，紅外測(cè)溫儀（6)對(duì)聚 合物熔體（8 )溫度進(jìn)行監(jiān)控從而反饋給電磁控制箱（11)控制電磁加熱線圈（9 )的通斷，實(shí) 現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)液槽（4)中聚合物熔體（8)加熱及溫度控制。高壓發(fā)生部件由高壓發(fā)生器（16)組成， 其中高壓發(fā)生器（16)正極與靜止的接收部件的接收板（1)相連。電動(dòng)部件由電機(jī)（14)、軸 (13)組成，電機(jī)（14)驅(qū)動(dòng)軸（13)旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)儲(chǔ)液槽（4)旋轉(zhuǎn)。整個(gè)機(jī)架（12)接地，從 而在儲(chǔ)液槽（4)與接收板（1)之間形成高壓靜電場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)靜電紡絲。
[0010] 紡絲步驟如下所述，首先將聚合物放入儲(chǔ)液槽（4)中，然后接通電磁控制箱（11) 的電源，使電磁加熱線圈（9)對(duì)儲(chǔ)液槽（4)中的聚合物進(jìn)行加熱，并且紅外測(cè)溫儀（6)開始 監(jiān)控聚合物的溫度，當(dāng)聚合物完全變?yōu)榫酆衔锶垠w（8)并且保溫一段時(shí)間以后，啟動(dòng)高壓發(fā) 生器（16)，調(diào)至給定電壓，然后啟動(dòng)電機(jī)（14)，通過(guò)軸（13)帶動(dòng)儲(chǔ)液槽（4)旋轉(zhuǎn)，這樣聚合 物熔體（8)在靜電力和離心力的雙重作用下從儲(chǔ)液槽（4)兩端的圓錐臺(tái)噴頭組件1 (2)和 圓錐臺(tái)噴頭組件2 (3)中以纖維（10)的形式有序的落到接收板（1)上，最終得到超細(xì)纖維
[10] 。
【權(quán)利要求】
1. 一種新型的離心熔體靜電紡絲裝置，它主要包括紡絲部件、接收部件、電磁加熱部 件、高壓發(fā)生部件、電動(dòng)部件、機(jī)架；紡絲部件包括儲(chǔ)液槽、中間開孔的端蓋、圓錐臺(tái)噴頭組 件1和圓錐臺(tái)噴頭組件2,圓錐臺(tái)噴頭組件1與圓錐臺(tái)噴頭組件2通過(guò)螺釘相連并通過(guò)螺栓 固定在儲(chǔ)液槽上，端蓋與儲(chǔ)液槽通過(guò)螺釘相連；接收部件包括尼龍材質(zhì)的開有滑動(dòng)槽的塑 料底板和通過(guò)螺栓調(diào)節(jié)可在塑料底板上滑動(dòng)的鋁制接收板，塑料底板通過(guò)螺釘固定在機(jī)架 上；電磁加熱部件包括電磁線圈、電磁控制箱、紅外測(cè)溫儀、支撐桿，電磁線圈位于儲(chǔ)液槽下 端，電磁線圈通過(guò)螺紋與支撐桿相連，支撐桿通過(guò)螺釘固定于機(jī)架上，電磁控制箱放置在地 面上，與電磁線圈和紅外測(cè)溫儀相連接，紅外測(cè)溫儀懸空固定；高壓發(fā)生部件包括高壓發(fā)生 器；紡絲部件儲(chǔ)液槽與電動(dòng)部件電機(jī)的軸通過(guò)螺紋相連，電動(dòng)部件、電磁加熱部件以及高壓 發(fā)生部件均安裝在機(jī)架上，機(jī)架接地，并且支撐整個(gè)紡絲體系。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的離心熔體靜電紡絲裝置，其特征在于儲(chǔ)液槽底部 為向下凹的球面形狀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的離心熔體靜電紡絲裝置，其特征在于鋁制接收板 與塑料底板上的滑動(dòng)槽對(duì)應(yīng)，其數(shù)量可少于滑動(dòng)槽的個(gè)數(shù)。
【文檔編號(hào)】D01D5/00GK104088024SQ201410326257
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月10日
【發(fā)明者】劉勇, 李秀紅, 何紅, 王克儉, 劉月星 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)