CN103215664A - 一种离心式静电纺丝装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种离心式静电纺丝装置，它主要包括高压静电发生器、纺丝部件、供料部件、测温部件和接收部件。其中高压静电发生器通过弹簧与纺丝部件连接；纺丝部件由电机、传动装置、联轴器、旋转轴、储液槽组成，采用红外加热；供料部件是一台小型的挤出机，主要为储液槽提供聚合物液体；测温部件为直接插入储液槽的热电偶；接收部件为位于纺丝部件圆周的接收网。本发明利用离心力和静电力的共同作用实现静电纺丝聚合物纤维的超细化，极大的提高了静电纺丝的效率，有利于实现静电纺丝的批量化生产。

Description

一种离心式静电纺丝装置
技术领域
 本发明涉及一种离心式静电纺丝装置，属于静电纺丝领域。
背景技术
随着纳米科技研究的不断升温，纳米纤维的应用越来越广泛，静电纺丝作为一种简单高效制备连续纳米纤维的方法引起了研究者的广泛关注。但是，如何大量获取直径小于500纳米的纤维成为静电纺丝研究领域的一个瓶颈。   
静电纺丝的基本原理是利用静电力作为牵引力制备超细纤维。到目前为止，溶液静电纺丝已经实现了批量制备纤维，但是熔体静电纺丝尚不能大批量制备直径小于500nm的纤维，本发明在静电力作为牵引力的基础上引入了离心力，对纤维进行进一步拉伸，实现纤维的超细化。不仅如此，本发明采用多喷头发射，实现纺丝的高效化。
发明内容
本发明提出了一种离心式静电纺丝装置。本发明是在传统的静电纺丝装置上引入离心力，在离心力和静电力的双重作用下实现了纤维的超细化，并且采用多喷头发射，大大提高了纺丝效率。
本发明提出了一种离心式静电纺丝装置，它主要包括高压电源、纺丝部件、供料部件、测温部件和接收部件。高压电源通过弹簧与不断旋转的储液槽连接，接收部件为位于纺丝部件圆周的导电接收网，主要用来接收纤维。接收部件安装在装置支架上，支架接地，从而在纺丝部件与接收部件之间形成高压静电场。纺丝部件由电机、传动装置、联轴器、旋转轴、储液槽组成，其中传动装置由锥齿轮组成，实现调速，联轴器连接两段不同材质的旋转轴，储液槽内部均为流线型过渡，实现纺丝液无阻碍流动，储液槽与旋转轴焊接在一起，旋转轴带动储液槽旋转，储液槽两端开有两个喷头，实现多喷头发射，在储液槽的下面安装有两个红外灯管，对储液槽进行加热。测温部件由直接插入储液槽的热电偶组成，热电偶固定在供料部件上，不随储液槽旋转。供料部件是一个小型的挤出机，为储液槽提供聚合物熔体，也可以是泵或其它液体输送装置，为储液槽提供纺丝溶液，可以对聚合物熔体进行纺丝也可以对聚合物溶液进行纺丝。
本发明提出了一种离心式静电纺丝装置。相对于传统的静电纺丝装置，本发明具有两个优点：（1）利用离心力和静电力的共同作用实现聚合物的静电纺丝纤维的超细化；（2）实现多喷头发射，极大的提高了静电纺丝的效率，利于实现静电纺丝的批量化生产。
附图说明
图1 本发明一种离心式静电纺丝装置示意图。
图2 本发明储液槽示意图。
图3 本发明储液槽喷头局部放大图
图中：1-电机，2-红外灯管，3-纤维，4-聚合物液体，5-小型挤出机，6-热电偶，7-储液槽，8-接收网，9-弹簧，10-支架，11-高压电源，12-传动装置，13-联轴器，14-旋转轴。
具体实施方式
下面对本发明作进一步的详细阐述：
本发明提出了一种离心式静电纺丝装置，它主要包括高压电源、纺丝部件、供料部件、测温部件和接收部件，如图1所示。高压电源（11）通过弹簧（9）与不断旋转的储液槽（7）连接，接收部件为位于纺丝部件圆周的导电接收网（8），主要用来接收纤维（3），接收部件安装在装置支架（10）上，支架接地，从而在纺丝部件与接收部件之间形成高压静电场。纺丝部件由电机（1）、传动装置（12）、联轴器（13）、旋转轴（14）、储液槽（7）组成，其中传动装置由锥齿轮组成，实现调速，联轴器（13）连接两段不同材质的旋转轴（14），其中储液槽（7）的结构如图2所示，其喷头的局部结构如图3所示，储液槽内部均为流线型过渡实现纺丝液无阻碍流动，储液槽（7）与旋转轴（14）焊接在一起，实现储液槽（7）的旋转。储液槽（7）两端开有两个喷头如图2所示，实现多喷头发射，在储液槽（7）的下方安装有两个红外灯管（2），对储液槽（7）进行加热。测温部件由直接插入储液槽（7）的热电偶（6）组成，热电偶（6）固定在供料部件上不随储液槽（7）旋转。供料部件是一个小型挤出机（5），为储液槽（7）提供聚合物融体（4），也可以是泵或其它液体输送装置，为储液槽（7）提供纺丝溶液。
纺丝步骤如下所述，首先，打开红外灯管（2）的电源，使红外灯管（2）对储液槽（7）进行加热到设定温度，然后启动小型挤出机（5），当一定量的聚合物液体到达储液槽（7）中以后，启动电机（1），电机（1）通过传动装置（12）、联轴器（13）、旋转轴（14）带动与旋转轴（14）焊接在一起的储液槽（7）旋转，此时打开高压电源（11）从而在储液槽（7）和安装在装置支架（10）上的接收网（8）之间形成高压静电场。这样聚合物液体（4）在离心力和静电力的牵引拉伸下从储液槽（7）两端的喷头中以纤维（3）的形式落到接收网（8）上，最终得到纺丝所需要的纤维（3）。

Claims (6)

1.一种离心式静电纺丝装置，它主要包括高压电源、纺丝部件、供料部件、测温部件和接收部件，其中纺丝部件由电机、传动装置、联轴器、旋转轴、储液槽组成，供料部件是一台小型挤出机或泵或其它液体输送装置，测温部件由热电偶组成，接收部件由接收网组成。
2.根据权利要求1所述的一种离心式静电纺丝装置，其特征在于，储液槽是高速旋转的，内部结构呈流线型。
3.根据权利要求1所述的一种离心式静电纺丝装置，其特征在于，储液槽两端开有两个喷头。
4.根据权利要求1所述的一种离心式静电纺丝装置，其特征在于，旋转轴是通过联轴器由两个材质不同的轴连接在一起的。
5.根据权利要求1所述的一种离心式静电纺丝装置，其特征在于，旋转轴与储液槽是焊接在一起的。
6.根据权利要求1所述的一种离心式静电纺丝装置，其特征在于，可以对聚合物熔体进行纺丝也可以对聚合物溶液进行纺丝。
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