CN106676652A - 一种密炼柱塞式熔融挤出法静电纺丝设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种密炼柱塞式熔融挤出法静电纺丝设备，包括熔融挤出单元和静电纺丝单元，其特点为所述熔融挤出单元将熔融混合好的物料通过柱塞挤出机施加压力使熔融物料从螺纹旋塞针头挤出，期间导热油加热筒和保温套可为储料系统中的熔融物料加热保温，使熔融物料保持熔融状态；接着进入所述静电纺丝单元，螺纹旋塞针头向电纺纤维滚筒收集极喷射电纺溶液，电纺溶液在高压静电场的作用下形成喷射流，完成静电纺丝。本发明的静电纺丝装置可实现流速和温度的可调节性，在静电纺丝技术领域具有较好的应用前景。

Description

一种密炼柱塞式熔融挤出法静电纺丝设备
技术领域
本发明属于静电纺丝领域，尤其涉及一种密炼柱塞式熔融挤出法静电纺丝设备。
背景技术
静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝。处在导电体尖端的聚合物熔体或溶液液滴形成“泰勒锥”，在高压电场的作用下，流体克服表面张力的作用形成直径微小的射流，快速地射向电场的另一极。射流在从电场的一极向另一极的高速运动过程中，迅速地冷却凝固，或者溶剂迅速挥发而固化，最终以直径超细的纤维形式沉积在电场的另一极，从而生产出纳米级直径的聚合物细丝。目前市售的静电纺丝机种类繁多，其核心部件主要是以市售的数显高压电源、推流泵等组合拼凑而成，批次处理量较小，难以进行高通量生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种可量化生产的密炼柱塞式熔融挤出法静电纺丝设备。
本发明的目的是这样实现的，所述的一种密炼柱塞式熔融挤出法静电纺丝设备，包括熔融挤出单元和静电纺丝单元，其特征在于：
所述熔融挤出单元包含石英储料管、柱塞挤出机、导热油加热筒、导热油管口、保温套、圆筒固定卡座和提手，石英储料管储存熔融物料；柱塞挤出机连接石英储料管、施加压力使熔融物料从石英储料管挤出；导热油加热筒套在石英储料管外面，保温套套在导热油加热筒外面，导热油加热筒和保温套为石英储料管中的熔融物料加热保温，使熔融物料保持熔融状态；圆筒固定卡座将熔融挤出单元固定于静电纺丝单元上；提手方便将熔融挤出单元提起；
所述静电纺丝单元包含螺纹旋塞针头、电纺纤维滚筒收集极、可调式高压静电发生模块、玻璃外罩、排风扇、电源插头、电源开关和接地线；螺纹旋塞针头连接于石英储料管的末端，在与螺纹旋塞针头相对处设置有电纺纤维滚筒收集极；螺纹旋塞针头通过正极导线与可调式高压静电发生模块的正极插头相连，电纺纤维滚筒收集极通过防静电高压线与可调式高压静电发生模块的负极防静电插头相连；电纺纤维滚筒收集极能够转动收集纺丝纤维。
所述导热油加热筒为中空设计，中空内设有石英储料管，在导热油加热筒两端分别开有导热油管口，两端的导热油管口能通入导热油进行循环，用以保温加热，加热温度上限为350℃。
所述螺纹旋塞针头与所述石英储料管之间通过螺纹旋拧连接，螺纹旋塞针头内径为0.7mm-2.4mm。
所述石英储料管从导热油加热筒中抽出进行更换，石英储料管的容积为10ml-20ml。
所述可调式高压静电发生模块配有电源插头、电源开关和接地线，电源插头的一端与220V交流电源连接，另一端通过导线与电源开关相连，可调式高压静电发生模块电压变化范围为1.5KV-30KV。
所述电纺纤维滚筒收集极通过电机转动。
在玻璃外罩上设置有排风扇，用于排出装置内部的废气。
在可调式高压静电发生模块上设有用于控制可调式高压静电发生模块的控制面板，所述控制面板上设显示屏。
本发明的特点和优点是：本发明克服了目前静电纺丝设备所面临的难以进行高温熔融纺丝，难以进行量化生产等不足，采用导热油加热筒包裹石英储料管进行保温，为实现安全快捷、高通量的生产制备电纺纤维提供了可能性。
附图说明
图1是密炼柱塞式熔融挤出法静电纺丝设备的结构示意图；
图中：1.石英储料管；2.柱塞挤出机；3.导热油加热筒；4.导热油管口；5.保温套；6.圆筒固定卡座；7.提手；8.螺纹旋塞针头；9.电纺纤维滚筒收集极；10.可调式高压静电发生模块；12.玻璃外罩；13.排风扇；14.电源插头；15.电源开关；16.接地线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明：
本发明所述的一种密炼柱塞式熔融挤出法静电纺丝设备，其结构如附图1所示，包括熔融挤出单元和静电纺丝单元，其特征在于：
所述熔融挤出单元包含石英储料管1、柱塞挤出机2、导热油加热筒3、导热油管口4、保温套5、圆筒固定卡座6和提手7，石英储料管1储存熔融物料；柱塞挤出机2连接石英储料管1、施加压力使熔融物料从石英储料管1挤出；导热油加热筒3套在石英储料管1外面，保温套5套在导热油加热筒1外面，导热油加热筒3和保温套5为石英储料管1中的熔融物料加热保温，使熔融物料保持熔融状态；圆筒固定卡座6将熔融挤出单元固定于静电纺丝单元上；提手7方便将熔融挤出单元提起；
所述静电纺丝单元包含螺纹旋塞针头8、电纺纤维滚筒收集极9、可调式高压静电发生模块10、玻璃外罩12、排风扇13、电源插头14、电源开关15和接地线16。螺纹旋塞针头8连接于石英储料管1的末端，在与螺纹旋塞针头8相对处设置有电纺纤维滚筒收集极9；螺纹旋塞针头8通过正极导线与可调式高压静电发生模块10的正极插头相连，电纺纤维滚筒收集极9通过防静电高压线与可调式高压静电发生模块10的负极防静电插头相连；电纺纤维滚筒收集极9能够转动收集纺丝纤维。
所述可调式高压静电发生模块10在所述螺纹旋塞针头8与所述电纺纤维滚筒收集极9之间形成高压静电场，所述螺纹旋塞针头8在所述柱塞挤出机2的挤压下，向所述电纺纤维滚筒收集极9喷射电纺溶液，所述电纺溶液在所述高压静电场的作用下形成喷射流，喷射流在空气中经过劈裂、拉伸、固化等过程后沉积到电纺纤维滚筒收集极9上，从而制备获得微纳米纤维膜，完成静电纺丝。
具体来说，所述导热油加热筒3为中空设计，中空内设有石英储料管1，在导热油加热筒3两端分别开有导热油管口4，两端的导热油管口能通入导热油进行循环，用以保温加热，加热温度上限为350℃；所述螺纹旋塞针头8与所述石英储料管1之间通过螺纹旋拧连接，螺纹旋塞针头内径为0.7mm-2.4mm；所述石英储料管1从导热油加热筒3中抽出进行更换，石英储料管1的容积为10ml-20ml；所述电纺纤维滚筒收集极9通过电机转动，在玻璃外罩12上设置有排风扇13，排风扇13可通过变压器提供12V直流电来工作，不仅能够排除装置内部的废气，还可达到为静电纺丝装置的内部器件散热降温的作用，以此保证静电纺丝装置内部部件在正常温度下工作，提高其操作稳定性、延长其使用寿命；所述可调式高压静电发生模块10配有电源插头14、电源开关15和接地线16，电源插头的一端与220V交流电源连接，另一端通过导线与电源开关相连；可调式高压静电发生模块电压变化范围为1.5KV-30KV；在可调式高压静电发生模块10上设有用于控制可调式高压静电发生模块10的控制面板，所述控制面板上设显示屏，所述显示屏显示所述螺杆和电纺纤维滚筒收集极的旋转速度、设定温度以及可调式高压静电发生模块的输出电压范围，可进一步提高密炼柱塞式熔融挤出法静电纺丝设备在使用过程中的工艺可控性。
上述的具体实施方式及附图是对本发明申请的进一步详细说明，但本发明权利要求保护的范围并不局限于实施方式中所描述的范围，凡采用同效变形等的技术方案，均落在本发明权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种密炼柱塞式熔融挤出法静电纺丝设备，包括熔融挤出单元和静电纺丝单元，其特征在于：
所述熔融挤出单元包含石英储料管、柱塞挤出机、导热油加热筒、导热油管口、保温套、圆筒固定卡座和提手，石英储料管储存熔融物料；柱塞挤出机连接石英储料管、施加压力使熔融物料从石英储料管挤出；导热油加热筒套在石英储料管外面，保温套套在导热油加热筒外面，导热油加热筒和保温套为石英储料管中的熔融物料加热保温，使熔融物料保持熔融状态；圆筒固定卡座将熔融挤出单元固定于静电纺丝单元上；提手方便将熔融挤出单元提起；
所述静电纺丝单元包含螺纹旋塞针头、电纺纤维滚筒收集极、可调式高压静电发生模块、玻璃外罩、排风扇、电源插头、电源开关和接地线；螺纹旋塞针头连接于石英储料管的末端，在与螺纹旋塞针头相对处设置有电纺纤维滚筒收集极；螺纹旋塞针头通过正极导线与可调式高压静电发生模块的正极插头相连，电纺纤维滚筒收集极通过防静电高压线与可调式高压静电发生模块的负极防静电插头相连；电纺纤维滚筒收集极能够转动收集纺丝纤维。
2.根据权利要求1所述的一种密炼柱塞式熔融挤出法静电纺丝设备，其特征在于：所述导热油加热筒为中空设计，中空内设有石英储料管，在导热油加热筒两端分别开有导热油管口，两端的导热油管口能通入导热油进行循环，用以保温加热，加热温度上限为350℃。
3.根据权利要求1所述的一种密炼柱塞式熔融挤出法静电纺丝设备，其特征在于：所述螺纹旋塞针头与所述石英储料管之间通过螺纹旋拧连接，螺纹旋塞针头内径为0.7mm-2.4mm。
4.根据权利要求1所述的一种密炼柱塞式熔融挤出法静电纺丝设备，其特征在于：所述石英储料管从导热油加热筒中抽出进行更换，石英储料管的容积为10ml-20ml。
5.根据权利要求1所述的一种密炼柱塞式熔融挤出法静电纺丝设备，其特征在于：所述可调式高压静电发生模块配有电源插头、电源开关和接地线，电源插头的一端与220V交流电源连接，另一端通过导线与电源开关相连，可调式高压静电发生模块电压变化范围为1.5KV-30KV。
6.根据权利要求1所述的一种密炼柱塞式熔融挤出法静电纺丝设备，其特征在于：所述电纺纤维滚筒收集极通过电机转动。
7.根据权利要求1所述的一种密炼柱塞式熔融挤出法静电纺丝设备，其特征在于：在玻璃外罩上设置有排风扇，用于排出装置内部的废气。
8.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的一种密炼柱塞式熔融挤出法静电纺丝设备，其特征在于：在可调式高压静电发生模块上设有用于控制可调式高压静电发生模块的控制面板，所述控制面板上设显示屏。
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