CN103320876A - 一种新型高效率静电纺丝线型喷头 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种新型高效率静电纺丝线型喷头，其特征在于：其包括控热装置和导电装置；所述控热装置具有长条腔体，并设置有加热和温控装置，一端还具有高压静电接收端，所述腔体底部为线形喷口；所述导电装置为长条形，设置在控热装置腔体内，与控热装置高压静电接收端相连，底部边缘具有锯齿状突起，位于腔体底部线形喷口处。本发明的优点和有益效果在于：解决了熔体静电纺丝喷头同时加热与加压困难的问题，而且新型高效静电纺丝线型喷头为三棱柱线型，摒弃了单孔或多孔喷头叠加的形式，可产生多股纺丝射流，在减小加工难度的前提下，大大提高了静电纺丝的产量，并且喷头口径调节方便，便于控制纺丝液流出速率。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型高效率静电纺丝线型喷头，属于静电纺丝领域。
背景技术
静电纺丝是将电场力作为主要牵伸力的生产纳米纤维的方法。其具有操作简单以及适用性广的特点，近几年来受到广泛的关注。
静电纺丝根据纺丝液状态可以分类为溶液静电纺丝法和熔体静电纺丝法。溶液静电纺丝相对来说操作简单、易于控制，且在适当的溶液条件下可制备直径为几十纳米的超细纤维。但其静电纺丝过程中溶剂的挥发会对环境产生污染，而且存在溶剂残留等问题。相对而言，熔体静电纺丝不使用溶剂，而是通过加热使聚合物处于熔融状态下进行静电纺丝，可避免化学溶剂对人体和环境的伤害，被认为是一种更环保、安全的纺丝方法。
熔体静电纺丝对纺丝装置要求较高，主要由于熔体静电纺纺丝液为熔融状态，粘度和表面张力较大，而且熔体静电纺丝法纺丝过程中，没有溶剂挥发，纤维变细只依赖于静电场力拉伸，因此要求对纺丝液施加更高的电压和更高的温度，而过高的电压使纺丝装置在加料端和喷丝端放电现象严重，使正常纺丝过程无法连续进行，还存在一定的安全隐患。同时，熔体静电纺丝需要有加热装置，现阶段的加热方式有：激光加热、气体加热、微波加热和循环液体等，但这些方法都存在着温控不精确、温度可调范围小、不利于工业化的缺点，着眼于工业化一般采用电加热方式, 但在喷头处加热电路和高压电路同时存在，可能会因静电放电而引起设备故障，在喷头处同时电加热并施加高压静电压很困难。并且，现阶段的喷头多采用单孔或多孔的形式进行纺丝，这样纺丝效率低，喷头不易加工。
发明内容
本发明根据现有装置所存在的问题，提供了一种新型高效率静电纺丝线型喷头。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种新型高效率静电纺丝线型喷头，其特征在于：其包括控热装置和导电装置；所述控热装置具有长条腔体，并设置有加热和温控装置，一端还具有高压静电接收端，所述腔体底部为线形喷口；所述导电装置为长条形，设置在控热装置腔体内，与控热装置高压静电接收端相连，底部边缘具有锯齿状突起，位于腔体底部线形喷口处。
其进一步特征在于：所述控热装置为陶瓷浇铸成型，内嵌金属加热铜丝和温控传感器PT100，所述腔体为三棱柱形；所述导电装置为折叠扇形，由一矩形金属框和矩形金属片铰接而成，矩形金属框卡在三棱柱形腔体内，矩形金属片位于喷口处。
本发明的优点和有益效果在于：解决了熔体静电纺丝喷头同时加热与加压困难的问题，而且新型高效静电纺丝线型喷头为三棱柱线型，摒弃了单孔或多孔喷头叠加的形式，可产生多股纺丝射流，在减小加工难度的前提下，大大提高了静电纺丝的产量，并且喷头口径调节方便，便于控制纺丝液流出速率。
附图说明
图 1 为本发明横向截面图。
图 2 为本发明陶瓷控热装置结构示意图。
图 3 为本发明金属折叠扇导电装置结构示意图。
具体实施方式
如图1所示一种新型高效率静电纺丝线型喷头，主要包括陶瓷控热装置1和金属折叠扇导电装置2两部分；如图2所示陶瓷控热装置1为陶瓷铸件一次性浇注成型，具有三棱柱形容腔，内嵌金属加热铜丝和温控传感器PT100，易于控制喷头整体温度。所述容腔下部具有线形喷口。其中陶瓷控热装置1垫上耐热橡胶垫片后通过螺母固定在料筒上。如图3所示金属折叠扇引流导电装置2由一矩形金属框和矩形金属片铰接而成，所述矩形金属片带有锯齿状均匀突起，并和高压静电压接收端3卡在陶瓷控热装置1腔体内，位于喷口处。并通过金属折叠扇引流导电装置2两折叠扇片角度的大小来调节喷口径到所需尺寸，高压静电源接在带有锯齿状均匀突起的金属折叠扇片的高压静电压接收端3上。料筒内的聚合物熔体或液体流动到喷头时继续被内嵌温控传感器PT100和金属加热铜丝4的陶瓷控热装置1加热，维持在所需纺丝温度，通过金属折叠扇引流导电装置2的引流，在喷头口处均匀分布。接通高压静电源后，在锯齿状均匀突起处形成多个泰勒锥，聚合物熔体或液体从喷丝口喷出形成多股均匀射流，在电场力、射流粘弹力和表面张力、射流内部静电斥力等作用力的共同作用下被拉伸细化，最终沉积在接收板上，固化成丝，形成均匀纤维膜。
Claims (2)
1.一种新型高效率静电纺丝线型喷头，其特征在于：其包括控热装置和导电装置；所述控热装置具有长条腔体，并设置有加热和温控装置，一端还具有高压静电接收端，所述腔体底部为线形喷口；所述导电装置为长条形，设置在控热装置腔体内，与控热装置高压静电接收端相连，底部边缘具有锯齿状突起，位于腔体底部线形喷口处。
2.根据权利要求1所述的新型高效率静电纺丝线型喷头，其特征在于：所述控热装置为陶瓷浇铸成型，内嵌金属加热铜丝和温控传感器PT100，所述腔体为三棱柱形；所述导电装置为折叠扇形，由一矩形金属框和矩形金属片铰接而成，矩形金属框卡在三棱柱形腔体内，矩形金属片位于喷口处。
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