可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置製造方法
2023-06-20 05:44:11 1
可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置製造方法
【專利摘要】一種可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置，其包括料桶、活塞、噴絲頭、高壓供電裝置、接收板以及接地電源線，所述靜電紡絲裝置還包括給料桶加熱的加熱裝置以及探測料桶中紡絲溶液溫度的溫度探測裝置、溫度調節裝置、氣流泵、冷熱氣流轉換器。所述加熱裝置包括多個小的加熱單元，每一加熱單元的工作狀態通過一電路控制裝置控制。本發明通過用冷熱氣流轉換器將冷氣流轉換成熱氣流，然後再通過加熱裝置對熱氣流進行加熱，利用加熱的熱氣流對料桶整體均勻加熱，並設置溫度調節裝置，有利於方便快捷的調節料桶中紡絲溶液的溫度，通過控制紡絲溶液的溫度來調節紡絲液的粘度。
【專利說明】可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及靜電紡絲裝置，尤其涉及一種可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置。【背景技術】
[0002]靜電紡絲技術是目前製備納米纖維最重要的基本方法。這一技術的核心是使帶電荷流體在靜電場中流動與變形，最終得到纖維狀物質，從而為高分子成為納米功能材料提供了一種新的加工方法。靜電紡絲技術具有操作簡便、適用範圍廣、生產效率相對較高的優點，紡制出的納米纖維具有纖維細，比表面積大，孔隙率高等特點，因此靜電紡絲技術得到廣泛的應用。
[0003]傳統的靜電紡絲法就是利用電場力將聚合物溶液或熔體從毛細管口處抽出形成射流，經過擺動、蒸發、細發過程，最終得到納米級的纖維。紡絲過程中的聚合物溶液的粘度是影響納米纖維直徑大小及纖維形態等的一個重要因素，但是在紡絲過程中的粘度比較難以控制。
[0004]因此，如何調節紡絲溶液的粘度來獲得高質量的納米纖維成了關鍵點。針對上述技術問題，有必要提供一種具有改良結構的靜電紡絲裝置，以解決現有技術中存在的問題。
【發明內容】
[0005]有鑑於此，本發明的目的在於提供一種可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置，用以解決紡絲過程中聚合物溶液的粘度難以控制的技術問題。
[0006]為實現上述目的，本發明提供如下技術方案:
[0007]—種可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置，其包括料桶、設於料桶內且能在料桶內運動的活塞、設於料桶一端且與料桶連通的噴絲頭、連接在噴絲頭上的高壓供電裝置、對應噴絲頭位置設置的接收板以及給接收板接地的接地電源線，所述靜電紡絲裝置還包括安裝在料桶上並給料桶加熱的加熱裝置以及探測料桶中紡絲溶液溫度的溫度探測裝置，所述加熱裝置包括多個小的加熱單元，每一加熱單元的工作狀態通過一電路控制裝置控制，所述靜電紡絲裝置還包括氣流泵、與氣流泵連接的冷熱氣流轉換器以及與冷熱氣流轉換器連接的輸流管與回流管，所述輸流管與回流管設於料桶與加熱裝置之間。
[0008]優選的，在上述可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置中，所述加熱裝置為電阻式加熱裝置。
[0009]優選的，在上述可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置中，所述加熱裝置為金屬線圈加熱裝置或石英加熱裝置。
[0010]優選的，在上述可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置中，所述靜電紡絲裝置還包括保持料桶中紡絲溶液溫度的恆溫控制器。
[0011]優選的，在上述可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置中，所述溫度探測裝置與冷熱氣流轉換器連接。
[0012]優選的，在上述可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置中，所述靜電紡絲裝置還包括調節料桶中紡絲溶液溫度的溫度調節裝置。
[0013]優選的，在上述可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置中，所述溫度調節裝置與電路控制裝置連接。
[0014]優選的，在上述可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置中，所述氣流泵上設有氣流調節裝置。
[0015]從上述技術方案可以看出，本發明實施例的可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置結構簡單、操作方便、控制簡單、工藝流程短。
[0016]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0017](I)通過設置給料桶加熱的加熱裝置，並設有溫度探測裝置和恆溫控制器，可以簡單快捷的調節紡絲溶液的溫度，進而調節紡絲溶液的粘度。
[0018](2)通過用冷熱氣流轉換器將冷氣流轉換成熱氣流，然後再通過加熱裝置對熱氣流進行加熱，利用加熱的熱氣流對料桶整體均勻加熱，通過溫度探測裝置探測的溫度來指示溫度調節裝置控制電路控制裝置啟動的加熱單元的數量，有利於方便快捷的調節料桶中紡絲溶液的溫度，通過控制紡絲溶液的溫度來調節紡絲液的粘度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的有關本發明的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1是本發明可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置的示意圖。
[0021]其中:1、料桶；2、活塞；3、噴絲頭；4、高壓供電裝置；5、接收板；6、接地電源線；7、氣流泵；8、加熱裝置；9、溫度探測裝置；10、冷熱氣流轉換器；
11、輸流管；12、回流管。
【具體實施方式】
[0022]本發明公開了一種可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置，用以解決紡絲過程中聚合物溶液的粘度難以控制的技術問題。
[0023]該可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置，其包括料桶、設於料桶內且能在料桶內運動的活塞、設於料桶一端且與料桶連通的噴絲頭、連接在噴絲頭上的高壓供電裝置、對應噴絲頭位置設置的接收板以及給接收板接地的接地電源線，所述靜電紡絲裝置還包括安裝在料桶上並給料桶加熱的加熱裝置以及探測料桶中紡絲溶液溫度的溫度探測裝置，所述加熱裝置包括多個小的加熱單元，每一加熱單元的工作狀態通過一電路控制裝置控制，所述靜電紡絲裝置還包括氣流泵、與氣流泵連接的冷熱氣流轉換器以及與冷熱氣流轉換器連接的輸流管與回流管，所述輸流管與回流管設於料桶與加熱裝置之間。
[0024]進一步的，所述加熱裝置為電阻式加熱裝置。
[0025]進一步的，所述加熱裝置為金屬線圈加熱裝置或石英加熱裝置。
[0026]進一步的，所述靜電紡絲裝置還包括保持料桶中紡絲溶液溫度的恆溫控制器。
[0027]進一步的，所述溫度探測裝置與冷熱氣流轉換器連接。[0028]進一步的，所述靜電紡絲裝置還包括調節料桶中紡絲溶液溫度的溫度調節裝置。
[0029]進一步的，所述溫度調節裝置與電路控制裝置連接。
[0030]進一步的，所述氣流泵上設有氣流調節裝置。
[0031]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行詳細的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0032]如圖1所示，本發明公開的可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置，其包括料桶1、設於料桶I內且能在料桶I內運動的活塞2、設於料桶I 一端且與料桶I連通的噴絲頭3、連接在噴絲頭3上的高壓供電裝置4、對應噴絲頭3位置設置的接收板5以及給接收板5接地的接地電源線6。所述可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置還包括安裝在料桶I上且給料桶I加熱的加熱裝置8、探測料桶I中紡絲溶液溫度的溫度探測裝置9以及保持料桶I中紡絲溶液溫度的恆溫控制器。所述加熱裝置8包括多個小的加熱單元，每一加熱單元的工作狀態通過一電路控制裝置控制。電路控制裝置的主要部件是PLC可編程控制器或PID控制器。通過設置給料桶加熱的加熱裝置8，並設有溫度探測裝置9和恆溫控制器，可以簡單快捷的探測與保持紡絲溶液的溫度，進而調節紡絲溶液的粘度。
[0033]加熱裝置8可以為電阻式加熱裝置。加熱裝置8也可以為金屬線圈加熱裝置或石英加熱裝置。
[0034]繼續如圖1所示，所述可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置還包括氣流泵7、與氣流泵7連接的冷熱氣流轉換器10以及與冷熱氣流轉換器10連接的輸流管11與回流管12。氣流泵7上設有氣流調節裝置。輸流管11與回流管12設於料桶I與加熱裝置8之間。溫度探測裝置9與料桶I連接。通過用冷熱氣流轉換器10將冷氣流轉換成熱氣流，然後再通過加熱裝置8對熱氣流進行加熱，利用加熱的熱氣流對料桶I整體均勻加熱，有利於方便快捷的調節料桶I中紡絲溶液的溫度，通過控制紡絲溶液的溫度來調節紡絲液的粘度。溶液的粘度受溫度影響很大，高溫時溶液粘度會降低，粘度低容易紡絲，可得高質量的納米纖維。
[0035]為了方便調節溫度，本發明可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置還包括調節料桶I中紡絲溶液溫度的溫度調節裝置。所述溫度調節裝置與電路控制裝置連接。通過溫度探測裝置探測的溫度來指示溫度調節裝置控制電路控制裝置啟動的加熱單元的數量，有利於方便快捷的調節料桶中紡絲溶液的溫度，通過控制紡絲溶液的溫度來調節紡絲液的粘度。
[0036]本發明可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置的工作原理為:氣流從氣流泵7中進入到冷熱氣流轉換器10內，由冷氣流轉換成熱氣流，加熱裝置8對冷熱氣流轉換器10轉換的熱氣流進行加熱，利用被加熱的熱氣流對整個料桶I恆溫加熱，通過溫度探測裝置9探測的溫度來指示溫度調節裝置控制電路控制裝置啟動的加熱單元的數量，然後靠恆溫控制裝置控制溫度，一段時間後聚合物溶液可以達到要求的溫度。聚合物在料桶I內，通過灌注泵推動活塞2進入噴絲頭3紡絲，高壓供電裝置4連接在噴絲頭3上，接收板5通過接地電源線6接地，打開高壓供電裝置4的開關，在噴絲頭3和接收板5之間形成了一個電場，使噴絲頭3出口處的聚合物溶液在高壓的作用下形成連續射流，射流經過擺動、蒸發、細發過程，最後在接收板5上收集到納米級的纖維。在加熱裝置8的作用中，聚合物溶液的溫度會升高，聚合物溶液的粘度會降低，容易紡制納米纖維，所紡制的納米纖維直徑小，質量高，聚合物溶液的溫度的大小可以很好地調節，進而調節溶液的粘度，所以可以紡制直徑更小，質量更高的納米纖維。
[0037]本發明實施例的可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置結構簡單、操作方便、控制簡單、工藝流程短。
[0038]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0039](I)通過設置給料桶加熱的加熱裝置，並設有溫度探測裝置和恆溫控制器，可以簡單快捷的調節紡絲溶液的溫度，進而調節紡絲溶液的粘度。
[0040](2)通過用冷熱氣流轉換器將冷氣流轉換成熱氣流，然後再通過加熱裝置對熱氣流進行加熱，利用加熱的熱氣流對料桶整體均勻加熱，通過溫度探測裝置探測的溫度來指示溫度調節裝置控制電路控制裝置啟動的加熱單元的數量，有利於方便快捷的調節料桶中紡絲溶液的溫度，通過控制紡絲溶液的溫度來調節紡絲液的粘度。
[0041]對於本領域技術人員而言，顯然本發明不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特徵的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本發明的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。
[0042]此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但並非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
【權利要求】
1.一種可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置，其包括料桶、設於料桶內且能在料桶內運動的活塞、設於料桶一端且與料桶連通的噴絲頭、連接在噴絲頭上的高壓供電裝置、對應噴絲頭位置設置的接收板以及給接收板接地的接地電源線，其特徵在於:所述靜電紡絲裝置還包括安裝在料桶上並給料桶加熱的加熱裝置以及探測料桶中紡絲溶液溫度的溫度探測裝置，所述加熱裝置包括多個小的加熱單元，每一加熱單元的工作狀態通過一電路控制裝置控制，所述靜電紡絲裝置還包括氣流泵、與氣流泵連接的冷熱氣流轉換器以及與冷熱氣流轉換器連接的輸流管與回流管，所述輸流管與回流管設於料桶與加熱裝置之間。
2.根據權利要求1所述可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置，其特徵在於:所述加熱裝置為電阻式加熱裝置。
3.根據權利要求1所述可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置，其特徵在於:所述加熱裝置為金屬線圈加熱裝置或石英加熱裝置。
4.根據權利要求1所述可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置，其特徵在於:所述靜電紡絲裝置還包括保持料桶中紡絲溶液溫度的恆溫控制器。
5.根據權利要求1所述可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置，其特徵在於:所述溫度探測裝置與冷熱氣流轉換器連接。
6.根據權利要求1所述可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置，其特徵在於:所述靜電紡絲裝置還包括調節料桶中紡絲溶液溫度的溫度調節裝置。
7.根據權利要求6所述可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置，其特徵在於:所述溫度調節裝置與電路控制裝置連接。
8.根據權利要求1所述可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置，其特徵在於:所述氣流泵上設有氣流調節裝置。
【文檔編號】D01D5/00GK103556238SQ201310597147
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月22日 優先權日:2013年11月22日
【發明者】徐嵐, 劉洪瑩, 司娜, 唐曉鵬, 劉福娟, 何吉歡 申請人:蘇州大學張家港工業技術研究院