CN207484022U - 一种制备混合型微纳米复合纤维膜的装置 - Google Patents

Abstract

一种制备混合型微纳米复合纤维膜的装置，包括静电纺丝装置、气喷纺丝装置，静电纺丝装置还包括喷丝头运动控制装置、纺丝料筒、喷丝板、喷丝头、高压电源，接收器。高压电源正极与喷丝针头相连，负极与接收器相连，并产生静电场力，在该力的作用下纺丝液或者熔体喷射形成纳米纤维。气喷纺丝装置还包括气喷箱，控流开关，气流控制开关，供液通道等。气喷箱内部设有流道和气流通道，在气喷箱圆锥形处的气流通道内部还设有螺旋槽，以产生高速高压螺旋形气流，该气流在端口处对流道中的纺丝液或者熔体进行喷射牵伸形成微米纤维。本实用新型将静电纺丝技术和气喷纺丝技术结合装配，实现对微纳米复合纤维膜材料的制备。

Description

一种制备混合型微纳米复合纤维膜的装置

技术领域

本实用新型涉及纤维膜制备技术领域，尤其涉及一种制备混合型微纳米复合纤维膜的装置。

背景技术

静电纺丝是纺丝溶液或者熔体在静电场作用力下喷射并不断拉伸固化形成纳米级纤维的一项技术，在该技术下获得的纳米级纤维网或者膜具有高表面积以及高孔隙化性质，已经广泛应用于过滤，防护，医疗等领域的使用，然而纳米级的纤维在强力性能方面却有所欠缺，降低了使用寿命。气喷纺丝是利用高速高压气流对纺丝溶液或者熔体进行喷射牵伸，最终形成直径在微米级的超细纤维。在微米级领域中所形成的过滤材料，由于纤维直径比大于纳米级纤维，纤维与纤维之间孔隙较大，能过滤掉粗质颗粒，但一些细小的细菌或者病毒却能够通过微米级过滤材料，同时一些粗质颗粒深入纤维间的内部孔隙，堵塞过滤途径，使用寿命也具有一定局限性。

美国唐纳森公司开发出了一种Ultra-Web纳米纤维滤材，该种滤材其表面有一层特殊过滤层，主要用于去除微米级颗粒，底层使用纳米级滤芯，过滤尺寸更小的污染物。Ultra-Web纳米纤维滤材主要是将微米级滤材和纳米级滤材叠合形成了一种微纳米复合纤维过滤膜，提高其使用寿命的目的是利用静电纺丝和气喷纺丝两种纺丝技术结合装置制备一种混合型微纳米复合纤维膜。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种制备混合型微纳米复合纤维膜的装置，便于提高纤维膜的使用寿命。

本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种制备混合型微纳米复合纤维膜的装置，包括静电纺丝装置、气喷纺丝装置；

静电纺丝装置还包括喷丝头运动控制装置、纺丝料筒、喷丝板、喷丝头、高压电源、接收器，喷丝板上具有若干大小一致的通孔，纺丝料筒与喷丝板一端的通孔相配合，喷丝板另一端与喷丝头相配合，高压电源设于喷丝头运动控制装置与接收器之间，高压电源正极与喷丝针头相连，负极与圆筒接收器装置相连，并产生静电场力；

喷丝头运动控制装置包括运动控制杆，通过运动控制杆与喷丝板配合使喷丝头运动控制装置可以控制喷丝板的运动方向；

接收器还包括支架、金属圆柱体、驱动装置与用于控制驱动装置转速的控制装置，金属圆柱体由支架配合支撑，驱动装置用于控制金属圆柱体的旋转运动；

气喷纺丝装置还包括储液箱、供液口、流道、供液通道、控流开关、气喷箱、气流通道、气流控制开关，所述供液口开设于储液箱顶部表面，流道一端焊接于储液箱的一侧，另一端与供液通道卡接，供液通道固定装设于气喷箱内部，控流开关设于流道上，气流通道固定装设于气喷箱内部，气流通道进气处具有通气口，气流控制开关设于通气口上，气喷箱与流道的连接端为圆柱形，另一端为圆锥形。

静电纺丝装置所产出的纳米纤维与气喷纺丝装置所产出的微米纤维全部由圆筒接收器均匀接收；

气流通道与供液通道的出口处相通，气喷箱圆柱形区域内部的气流通道为直流通道，在圆锥形区域内部的气流通道内部设有螺旋槽；

具有螺旋槽的气流通道直径为4～6mm；

气流通道在圆柱形区域的直流通道直径为4～6mm；

供液通道直径为2～4mm；

气喷箱外接气体为干燥空气或者惰性气体，供气压力为 1.0KPa～1.0MPa。

本实用新型的优点在于：

1.本实用新型打破了传统使用单，将静电纺丝技术和气喷纺丝技术结合装配，可获得不同形态，不同功能的纤维复合材料；

2.本实用新型利用静电纺丝技术可生产纳米级纤维，气喷纺丝技术可生产微米级纤维，最终获得一种由两种纺丝技术结合生产出的混合型微纳米复合纤维膜，即改善了单一纳米纤维膜在强力上的不足，又改变了单一微米纤维膜不能过滤掉细小污染物的缺陷；

3.本实用新型装置生产出的混合型微纳米复合纤维膜其使用寿命提高，有着更好过滤及防护作用。

附图说明

图1是本实用新型提出的一种制备混合型微纳米复合纤维膜的装置的结构示意图；

图2是该装置气喷箱的剖面图；

图3是该装置螺旋槽通道的截面图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本实用新型。

如图1、图2、图3所示，本实用新型提出的一种制备混合型微纳米复合纤维膜的装置包括静电纺丝装置1、气喷纺丝装置2。静电纺丝装置1还包括喷丝头运动控制装置3、纺丝料筒4、喷丝板5、喷丝头6、高压电源7、接收器8，喷丝板5上具有若干大小一致的通孔，可实现若干个纺丝料筒4的放置，以提高纳米纤维的产量。纺丝料筒4与喷丝板5一端的通孔相配合，喷丝板5另一端与喷丝头6相配合，高压电源7设于喷丝头运动控制装置3与接收器8之间，高压电源7正极与喷丝头6相连，负极与接收器8相连，并产生静电场力，使得纺丝液或者熔体在喷丝针头处产生40～50°的泰勒锥，最终获得纳米纤维。喷丝头运动控制装置3包括运动控制杆9，通过运动控制杆9与喷丝板5配合使喷丝头运动控制装置3可以控制喷丝板5的运动方向，喷丝头运动控制装置3可以带动喷丝板5水平、垂直方向的运动，实现接收器8对纳米纤维的均匀接收。接收器8 还包括支架10、金属圆柱体11、驱动装置12以及用于控制驱动装置转速的控制装置13，金属圆柱体11由支架10配合支撑，驱动装置12用于控制金属圆柱体11的旋转运动，接收器8可在一定转速设定条件下360°旋转，实现微纳米纤维的均匀接收。气喷纺丝装置2还包括储液箱14、供液口15、流道16、供液通道17、控流开关 18、气喷箱19、气流通道20、气流控制开关21，所述储液箱14主要提供气喷纺丝设备中纺丝液或者熔体的储存。所述供液口15开设于储液箱14顶部表面，流道16一端焊接于储液箱14的一侧，另一端与供液通道17卡接，供液通道17固定装设于气喷箱19内部，控流开关18设于流道16上，主要实现对气喷纺丝装置2纺丝液或熔体的流动控制。气流通道20固定装设于气喷箱19内部，气流通道 20进气处具有通气口22，气流控制开关21设于通气口22上，气流控制开关21可以控制外接气体的流动速度。气喷箱19与流道16的连接端为圆柱形，另一端为圆锥形。静电纺丝装置1所产出的纳米纤维与气喷纺丝装置2所产出的微米纤维全部由接收器8均匀接收；气流通道20与供液通道17的出口处相通，气喷箱19圆柱形区域内部的气流通道20为直流通道24，在圆锥形区域内部的气流通道20 内部设有螺旋槽23，则气喷箱19圆锥形区域的气流通道20为螺旋通道25。螺旋槽23使通过的气流以一个螺旋的形态前进，以实现纤维的进一步牵伸细化。具有螺旋槽23的气流通道20直径为4～6mm；气流通道20在圆柱形区域的直流通道直径为4～6mm；供液通道17 直径为2～4mm；气喷箱19外接气体为干燥空气或者惰性气体，供气压力为1.0KPa～1.0MPa。

以上实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让本领域的技术人员了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种制备混合型微纳米复合纤维膜的装置，包括静电纺丝装置、气喷纺丝装置，其特征在于：

静电纺丝装置还包括喷丝头运动控制装置、纺丝料筒、喷丝板、喷丝头、高压电源、接收器，喷丝板上具有若干大小一致的通孔，纺丝料筒与喷丝板一端的通孔相配合，喷丝板另一端与喷丝头相配合，高压电源设于喷丝头运动控制装置与接收器之间，高压电源正极与喷丝针头相连，负极与接收器相连，并产生静电场力；

喷丝头运动控制装置包括运动控制杆，通过运动控制杆与喷丝板配合使喷丝头运动控制装置可以控制喷丝板的运动方向；

接收器还包括支架、金属圆柱体、驱动装置以及用于控制驱动装置转速的控制装置，金属圆柱体由支架配合支撑，驱动装置用于控制金属圆柱体的旋转运动；

气喷纺丝装置还包括储液箱、供液口、流道、供液通道、控流开关、气喷箱、气流通道、气流控制开关，所述供液口开设于储液箱顶部表面，流道一端焊接于储液箱的一侧，另一端与供液通道卡接，供液通道固定装设于气喷箱内部，控流开关设于流道上，气流通道固定装设于气喷箱内部，气流通道进气处具有通气口，气流控制开关设于通气口上，气喷箱与流道的连接端为圆柱形，另一端为圆锥形。

2.根据权利要求1所述的一种制备混合型微纳米复合纤维膜的装置，其特征在于：

静电纺丝装置所产出的纳米纤维与气喷纺丝装置所产出的微米纤维全部由接收器均匀接收。

3.根据权利要求1所述的一种制备混合型微纳米复合纤维膜的装置，其特征在于：

气流通道与供液通道的出口处相通，气喷箱圆柱形区域内部的气流通道为直流通道，在圆锥形区域内部的气流通道内部设有螺旋槽。

4.根据权利要求3所述的一种制备混合型微纳米复合纤维膜的装置，其特征在于：

具有螺旋槽的气流通道直径为4～6mm。

5.根据权利要求3所述的一种制备混合型微纳米复合纤维膜的装置，其特征在于：

气流通道在圆柱形区域的直流通道直径为4～6mm。

6.根据权利要求1所述的一种制备混合型微纳米复合纤维膜的装置，其特征在于：

供液通道直径为2～4mm。

7.根据权利要求1所述的一种制备混合型微纳米复合纤维膜的装置，其特征在于：

气喷箱外接气体为干燥空气或者惰性气体，供气压力为1.0KPa～1.0MPa。