CN207159434U - 一种用于使磁性纳米粒子在空滤膜中梯度分布的喷丝装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及中空滤膜喷丝装置技术领域，特别涉及一种用于使磁性纳米粒子在空滤膜中梯度分布的喷丝装置，由上至下依次包括上盖板、下盖板和用于改变磁场的磁诱导装置，上盖板中部开设有芯液导入口，芯液导入口下方、贯穿下盖板开设有漏斗形注射通道，漏斗形注射通道外部开设有漏斗形纺丝液导入腔，上盖板、下盖板通过若干固定螺栓固定连接，下盖板与上盖板之间、靠近每个固定螺栓处设有校准棒，磁诱导装置包括电磁铁和可变电阻，可变电阻与电磁铁一侧电连接。本实用新型灵活可控，制得的滤膜结构均匀，通过调节电路中电阻大小改变磁场力的大小，有效实现磁性纳米粒子在聚合物基质中的梯度分布，进而实现功能梯度层的构筑。

Description

一种用于使磁性纳米粒子在空滤膜中梯度分布的喷丝装置

技术领域

本实用新型涉及中空滤膜喷丝装置技术领域，特别涉及一种用于使磁性纳米粒子在空滤膜中梯度分布的喷丝装置。

背景技术

为了改善聚合物自身特性的不足，以丰富其应用的领域和环境，往往会在聚合物基体中加入少量的磁性纳米粒子，在实验和生产过程中，常通过选取合适的溶剂来溶解聚合物，而后将一定量的磁性纳米粒子混入其中，最后进行湿法或干湿法纺丝工艺来制备中空滤膜。但此工艺过程所得到的膜，磁性纳米粒子往往是均匀分散在基体中，并未实现磁性纳米粒子在基体中的梯度分布，无法实现功能梯度膜的制备。

究其主要原因在于喷丝装置的设计，传统的喷丝装置仅提供了一个流体通道，使纺丝液形成中空状，并不能实现磁性纳米粒子在膜横截面的梯度分布。而磁性纳米粒子表面附有丰富的官能团，可吸附和诱导大量的水分子，磁性纳米粒子沿中空滤膜横截面的梯度分布，有利于构筑一个亲水性能沿膜横截面不断增强的趋势，进而形成一个功能梯度层，实现水分子的自驱动。可见磁性纳米粒子的梯度分布对于功能梯度膜的制备是至关重要的。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于使磁性纳米粒子在空滤膜中梯度分布的喷丝装置，灵活可控，制得的滤膜结构均匀，通过调节电路中电阻的大小改变磁场力的大小，有效实现磁性纳米粒子在聚合物基质中的梯度分布，进而实现功能梯度层的构筑。

本实用新型提供了一种用于使磁性纳米粒子在空滤膜中梯度分布的喷丝装置，由上至下依次包括上盖板、下盖板和用于改变磁场的磁诱导装置，所述上盖板中部开设有芯液导入口，所述芯液导入口下方、贯穿所述下盖板开设有漏斗形注射通道，所述漏斗形注射通道外部开设有漏斗形纺丝液导入腔，且所述漏斗形注射通道的上端开口与所述芯液导入口连通，下端开口与所述漏斗形纺丝液导入腔底部连通，所述下盖板侧面开设有与所述漏斗形纺丝液导入腔侧面连通的纺丝液导入口，所述上盖板、下盖板通过若干固定螺栓固定连接，所述下盖板与所述上盖板之间、靠近每个所述固定螺栓处设有校准棒，所述纺丝液导入腔底部端口两侧、所述下盖板底面还垂直设有向下突出的螺头，所述磁诱导装置通过所述螺头与所述下盖板底面连接。

优选的，所述磁诱导装置包括电磁铁和与所述电磁铁一端电连接的可变电阻，所述电磁铁中部开设有凹槽，所述凹槽位于所述纺丝液导入腔下方，且所述凹槽上端设有与所述螺头相适配的螺槽，所述螺头插入所述螺槽内，将所述电磁铁与所述下盖板底面连接。

优选的，所述漏斗形注射通道开口横截面小于所述芯液导入口横截面。

优选的，所述固定螺栓贯穿所述上盖板和所述下盖板设置。

优选的，所述芯液导入口上边缘竖直向上设有围挡，所述上盖板所述下盖板和所述电磁铁横截面都为圆形，且三者横截面大小相等，所述漏斗形纺丝液导入腔和所述漏斗形注射通道位于所述下盖板正中心、且位于所述芯液导入口正下方。

优选的，所述固定螺栓的数量为3个，且围绕所述芯液导入口均匀分布，所述纺丝液导入口与其中一个所述固定螺栓在同一径向剖面上。

优选的，所述螺头的数量为两个，相对分布在所述凹槽两侧边，且与所述纺丝液导入口位于同一径向剖面上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

(1)漏斗形注射通道和纺丝液导入腔同时分别喷出磁性纳米粒子和聚合物溶液，接通电源，通过调节电路中可变电阻的大小改变磁场力的大小，有效实现磁性纳米粒子在聚合物基质中的梯度分布，进而实现功能梯度层的构筑，利用电压变化引导磁性纳米粒子的分布，效率高且制得的滤膜结构均匀，品质统一；

(2)上盖板和下盖板之间通过固定螺栓固定，下盖板和电磁铁之间通过螺头固定，使得三者之间可拆卸，装置灵活方便，固定螺栓平均分布，使得固定稳固，受力平衡，确保制得的滤膜质量稳定；

(3)每个固定螺栓旁边设有校准棒，方便对上盖板和下盖板进行固定时进行位置校准，方便固定螺栓的安装。

附图说明

图1为本实用新型一种用于使磁性纳米粒子在空滤膜中梯度分布的喷丝装置的径向剖视图；

图2为本实用新型一种用于使磁性纳米粒子在空滤膜中梯度分布的喷丝装置下盖板的俯视图；

图3为本实用新型一种用于使磁性纳米粒子在空滤膜中梯度分布的喷丝装置电磁铁的俯视图

附图标记说明：

1-上盖板，2-下盖板，21-纺丝液导入腔，22-纺丝液导入口，23-螺头，3- 芯液导入口，4-漏斗形注射通道，5-固定螺栓，6-校准棒，7-电磁铁，71-凹槽， 72-螺槽，8-可变电阻。

具体实施方式

下面结合附图1-3，对本实用新型的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

如图1-3所示，本实用新型的一种用于使磁性纳米粒子在空滤膜中梯度分布的喷丝装置，由上至下依次包括上盖板1、下盖板2和用于改变磁场的磁诱导装置，上盖板1中部开设有芯液导入口3，芯液导入口3下方、贯穿下盖板 2开设有漏斗形注射通道4，漏斗形注射通道4外部开设有漏斗形纺丝液导入腔21，且漏斗形注射通道4的上端开口与芯液导入口3连通，下端开口与漏斗形纺丝液导入腔21底部连通，下盖板2侧面开设有与漏斗形纺丝液导入腔21 侧面连通的纺丝液导入口22，上盖板1、下盖板2通过若干固定螺栓5固定连接，下盖板2与上盖板1之间、靠近每个固定螺栓5处设有校准棒6，纺丝液导入腔21底部端口两侧、下盖板2底面还垂直设有向下突出的螺头23，磁诱导装置通过螺头23与下盖板2底面连接。

需要说明的是，校准棒6与上盖板1和下盖板2之间的连接方式具体为：下盖板2内、靠近每个固定螺栓5处设有校准棒6，上盖板1底部开设有与校准棒6上端匹配插接的插入口，且校准棒6与最近的固定螺栓5在同一径向竖剖面上。

磁诱导装置包括电磁铁7和与电磁铁7一端电连接的可变电阻8，电磁铁 7中部开设有凹槽71，凹槽71位于纺丝液导入腔21下方，且凹槽71上端设有与螺头23相适配的螺槽72，螺头23插入螺槽72内，将电磁铁7与下盖板 2底面连接，通过调节可变电阻8改变磁场力的大小，有效实现磁性纳米粒子在聚合物基质中的梯度分布，进而实现功能梯度层的构筑，效率高且制得的滤膜结构均匀，品质统一。

漏斗形注射通道4开口横截面小于芯液导入口3横截面，减缓芯液注射速度。

固定螺栓5贯穿上盖板1和下盖板2设置，方便安装拆卸。

芯液导入口3上边缘竖直向上设有围挡，上盖板1、下盖板2和电磁铁7 横截面都为圆形，且三者横截面大小相等，漏斗形纺丝液导入腔21和漏斗形注射通道4位于下盖板2正中心、且位于芯液导入口3正下方。

固定螺栓5的数量为3个，且围绕芯液导入口3均匀分布，使得固定稳固，受力平衡，确保制得的滤膜质量稳定，纺丝液导入口22与其中一个固定螺栓5 在同一径向剖面上。

螺头23的数量为两个，相对分布凹槽71两侧边，且与纺丝液导入口22 位于同一径向剖面上。

本实用新型的原理：将聚合物溶液引入纺丝液导入口22，磁性纳米粒子引入芯液导入口3，两者同时从下盖板2底部喷出，流至凹槽71内，进入磁诱导装置区域，在可变电阻8的另一端和电磁铁7另一端之间接通电源，使电磁铁 7、可变电阻8、电源之间形成电流回路，调节可变电阻8，凹槽71内的磁场大小改变，磁性纳米粒子在磁场力和溶液黏度的共同作用下沿着初生膜的横截面方向向膜表面缓慢迁移，进而使得磁性纳米粒子的含量沿初生膜的横截面方向不断增加，最终形成磁性纳米粒子沿膜横截面梯度分布。

以上公开的仅为本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于使磁性纳米粒子在空滤膜中梯度分布的喷丝装置，其特征在于，由上至下依次包括上盖板(1)、下盖板(2)和用于改变磁场的磁诱导装置，所述上盖板(1)中部开设有芯液导入口(3)，所述芯液导入口(3)下方、贯穿所述下盖板(2)开设有漏斗形注射通道(4)，所述漏斗形注射通道(4)外部开设有漏斗形纺丝液导入腔(21)，且所述漏斗形注射通道(4)的上端开口与所述芯液导入口(3)连通，下端开口与所述漏斗形纺丝液导入腔(21)底部连通，所述下盖板(2)侧面开设有与所述漏斗形纺丝液导入腔(21)侧面连通的纺丝液导入口(22)，所述上盖板(1)、下盖板(2)通过若干固定螺栓(5)固定连接，所述下盖板(2)与所述上盖板(1)之间、靠近每个所述固定螺栓(5)处设有校准棒(6)，所述纺丝液导入腔(21)底部端口两侧、所述下盖板(2)底面还垂直设有向下突出的螺头(23)，所述磁诱导装置通过所述螺头(23)与所述下盖板(2)底面连接。

2.如权利要求1所述的用于使磁性纳米粒子在空滤膜中梯度分布的喷丝装置，其特征在于，所述磁诱导装置包括电磁铁(7)和与所述电磁铁(7)一端电连接的可变电阻(8)，所述电磁铁(7)中部开设有凹槽(71)，所述凹槽(71)位于所述纺丝液导入腔(21)下方，且所述凹槽(71)上端设有与所述螺头(23)相适配的螺槽(72)，所述螺头(23)插入所述螺槽(72)内，将所述电磁铁(7)与所述下盖板(2)底面连接。

3.如权利要求2所述的用于使磁性纳米粒子在空滤膜中梯度分布的喷丝装置，其特征在于，所述漏斗形注射通道(4)开口横截面小于所述芯液导入口(3)横截面。

4.如权利要求2所述的用于使磁性纳米粒子在空滤膜中梯度分布的喷丝装置，其特征在于，所述固定螺栓(5)贯穿所述上盖板(1)和所述下盖板(2)设置。

5.如权利要求2所述的用于使磁性纳米粒子在空滤膜中梯度分布的喷丝装置，其特征在于，所述芯液导入口(3)上边缘竖直向上设有围挡，所述上盖板(1)、所述下盖板(2)和所述电磁铁(7)横截面都为圆形，且三者横截面大小相等，所述漏斗形纺丝液导入腔(21)和所述漏斗形注射通道(4)位于所述下盖板(2)正中心、且位于所述芯液导入口(3)正下方。

6.如权利要求5所述的用于使磁性纳米粒子在空滤膜中梯度分布的喷丝装置，其特征在于，所述固定螺栓(5)的数量为3个，且围绕芯液导入口(3)均匀分布，所述纺丝液导入口(22)与其中一个所述固定螺栓(5)在同一径向剖面上。

7.如权利要求5所述的用于使磁性纳米粒子在空滤膜中梯度分布的喷丝装置，其特征在于，所述螺头(23)的数量为两个，相对分布在所述凹槽(71)两侧边，且与所述纺丝液导入口(22)位于同一径向剖面上。