一種熔融核-殼微納米纖維製備裝置製造方法
2023-05-24 07:36:01 1
一種熔融核-殼微納米纖維製備裝置製造方法
【專利摘要】一種熔融核-殼微納米纖維製備裝置，涉及一種微納纖維製備裝置。設有外層料鬥、後端安裝套、外層熔融腔、內層熔融腔加熱器、接線端子、溫度傳感器、外層熔融腔噴嘴、內層熔融腔噴嘴、收集板、高壓直流電源、保護罩、噴嘴加熱器、內層熔融腔、外層熔融腔加熱器、調節旋鈕、調節螺杆、調節齒輪和內層料鬥。外層熔融腔體內和內層熔融腔體內可分別通入不同材料，採用內外同時加熱的方式給兩種不同材料進行加熱，採用分段加熱方式排除氣泡，有利於使熔體受熱均勻、避免氣泡產生，促進均勻光滑纖維的快速噴射製造。可調節內層熔融腔體相對於外層熔融腔體噴嘴的高度位置，據此來控制內層熔融體與外層熔融體的包裹程度，最終實現內外纖維直徑比的控制。
【專利說明】一種熔融核-殼微納米纖維製備裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種微納纖維製備裝置，尤其是涉及一種熔融核-殼微納米纖維製備裝置。
【背景技術】
[0002]中空微/納米纖維膜在催化、應用流體學、純化、分離、氣體存儲、能量轉換、藥物緩釋、傳感和環境保護等方面有著巨大的應用前景。與平板膜相比較，中空纖維膜無需支撐體、填充密度高、使用簡單等特點，已經成為了膜技術研究發展的一個重要方向。就製造技術而言，主要用三種方法即溶液紡絲法、熔融紡絲-拉伸法和熱致相分離法等。減小纖維膜中組成纖維的直徑，提高纖維膜的面積，是增強中空纖維膜過濾效果的重要手段，也是中空纖維膜應用推廣的研究熱點。溶液法製備方法使用大量溶劑，所製得的力學性能差，且溶劑廢液(約佔溶劑的80%)需要進行循環處理容易造成環境汙染，限制了溶液法製備方法。熔融紡絲改善了溶液製造方法的不足，主要有熔融紡絲-拉伸和熱致相分離兩種方法。
[0003]現在又有了靜電紡絲法，靜電紡絲法是利用外加高壓電場拉伸溶液發生變形產生射流噴射，靜電紡絲射流來源於噴頭下方的泰勒錐錐尖，射流直徑小且不受控噴頭處噴嘴的內徑，可以製得微小直徑的微納纖維。靜電紡絲噴射設備簡單方法，直徑小、材料適用性強，已成為當前製備納米纖維的主要方法之一，並被認為是最有可能實現工業化生產納米纖維的技術。靜電紡絲技術為微納纖維的快速、低成本製造提供了良好的技術途徑。結合靜電紡絲優點，開發微納中空纖維製造技術，也已經成為了中空纖維膜的推廣應用提供了一種新的研究手段[2]。同軸靜電紡絲法已被證明可廣泛應用於多種無機中空纖維的製備，國內外多個研究小組對其機理及合成纖維可控性進行了研究。但是大部分同軸靜電紡絲都是基於溶液電紡展開的，在溶液靜電紡絲過程中，溶劑揮發之後不可避免的在纖維上留下微小孔洞甚至導致裂痕，直接影響到纖維的微觀形貌，因此如中國專利CN103102067A所描述的那樣，溶液靜電紡絲比較適合製備表面較粗糙的纖維。熔融靜電紡絲形成的纖維表面光滑，缺陷較少，相比之下更適合製備同軸核殼結構纖維這樣對纖維形貌要求較高的微納結構。
[0004]中國專利CN103361746A公開一種可製備核殼纖維的熔融靜電紡絲裝置，其中未提到核殼纖維的直徑控制方式，內層纖維和外層纖維的直徑比例無法調節。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的在於提供可穩定調節內層纖維和外層纖維直徑比例的一種熔融核-殼微納米纖維製備裝置。
[0006]本實用新型設有外層料鬥、後端安裝套、外層熔融腔、內層熔融腔加熱器、接線端子、溫度傳感器、外層熔融腔噴嘴、內層熔融腔噴嘴、收集板、高壓直流電源、保護罩、噴嘴加熱器、內層熔融腔、外層熔融腔加熱器、調節旋鈕、調節螺杆、調節齒輪和內層料鬥；
[0007]高壓直流電源的正極接線端與外層熔融腔體安裝座通過導線連接，外層熔融腔處於高電位，高壓直流電源的負極接線端與收集板電連接，收集板處於低電位；噴嘴加熱器設於外層熔融腔體的噴嘴處的外壁，外層熔融腔體加熱器和溫度傳感器設於外層熔融腔體的外壁，外層熔融腔體加熱器和溫度傳感器通過各自導線與接線端子相連，外層熔融腔體後端與後端安裝套連接，外層料鬥的進料管和內層料鬥的進料管分別與外層熔融腔體的內腔和內層熔融腔體的內腔連通，內層熔融腔體加熱器設於內層熔融腔體的外壁，並且通過各自導線與接線端子相連，保護罩作為外殼，接線端子設於保護罩上，調節螺杆設於後端安裝套上，調節齒輪與調節螺杆嚙合，調節旋鈕與調節螺杆相連，調節齒輪同時與設於內層料鬥上的齒條嚙合。
[0008]所述外層熔融腔體噴嘴與內層熔融腔體噴嘴安裝座位於同一軸心線上，內層熔融腔體噴嘴與後端安裝套上對應的安裝孔之間過盈配合，必要時可進行密封處理。
[0009]所述外層熔融腔體後端與後端安裝套的連接為過盈配合，必要時可進行密封處理。
[0010]所述內層熔融腔體加熱器、噴嘴加熱器和外層熔融腔體加熱器均可採用電阻絲加熱器，各加熱器能夠獨立進行工作。
[0011]與現有技術比較，本實用新型具有如下優點:
[0012]本實用新型工作時，在噴嘴與收集板之間形成電場。內層熔融腔體與外層熔融腔體保持同軸。由內層熔融腔體擠出的熔融聚合物與從外層熔融腔體擠出的熔融聚合物在噴嘴處匯合，在電場力作用下共同形成射流，最終在收集板上沉積形成纖維。
[0013]外層熔融腔體內和內層熔融腔體內可分別通入不同材料，採用內外同時加熱的方式給兩種不同材料進行加熱，採用分段加熱方式排除氣泡，有利於使熔體受熱均勻、避免氣泡產生，促進均勻光滑纖維的快速噴射製造。
[0014]可調節內層熔融腔體相對於外層熔融腔體噴嘴的高度位置，據此來控制內層熔融體與外層熔融體的包裹程度，最終實現內外纖維直徑比的控制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型實施例結構示意圖。
[0016]圖2為本實用新型實施例的部分結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]參見圖1和2，本實用新型實施例設有外層料鬥1、後端安裝套2、外層熔融腔體3、內層熔融腔體加熱器4、接線端子5、溫度傳感器6、外層熔融腔體噴嘴7、內層熔融腔體噴嘴
8、收集板9、高壓直流電源10、保護罩11、噴嘴加熱器12、內層熔融腔體13、外層熔融腔加熱器14、調節旋鈕15、調節螺杆16、調節齒輪17和內層料鬥18。
[0018]高壓直流電源10正極與外層熔融腔體3電連接，高壓直流電源10負極與收集板9電連接，噴嘴加熱器12設於外層熔融腔體3的噴嘴處的外壁，外層熔融腔體加熱器14和溫度傳感器6設於外層熔融腔體3的外壁，外層熔融腔體加熱器14和溫度傳感器6通過各自導線與接線端子5相連，外層熔融腔體3後端與後端安裝套2過盈配合連接，外層料鬥I的進料管和內層料鬥18的進料管分別與外層熔融腔體3的內腔和內層熔融腔體13的內腔連通，內層熔融腔體加熱器4設於內層熔融腔體13的外壁，並且通過各自導線與接線端子5相連，保護罩11作為外殼，接線端子5設於保護罩11上，內層熔融腔體調節裝置設有旋鈕15、調節螺杆16和調節齒輪17，調節螺杆16設於後端安裝套2上，調節齒輪17與調節螺杆16嚙合，調節旋鈕15與調節螺杆16相連，調節齒輪17同時與設於內層料鬥18上的齒條嚙合。
[0019]所述外層熔融腔體噴嘴7與內層熔融腔體噴嘴8為同軸心線。所述內層熔融腔體加熱器4、噴嘴加熱器12和外層熔融腔體加熱器14均為電阻絲加熱器。
【權利要求】
1.一種核-殼微納米纖維製備裝置，其特徵在於，設有外層料鬥、後端安裝套、外層熔融腔、內層熔融腔加熱器、接線端子、溫度傳感器、外層熔融腔噴嘴、內層熔融腔噴嘴、收集板、高壓直流電源、保護罩、噴嘴加熱器、內層熔融腔、外層熔融腔加熱器、調節旋鈕、調節螺杆、調節齒輪和內層料鬥； 高壓直流電源的正極接線端與外層熔融腔體安裝座通過導線連接，外層熔融腔處於高電位，高壓直流電源的負極接線端與收集板電連接，收集板處於低電位；噴嘴加熱器設於外層熔融腔體的噴嘴處的外壁，外層熔融腔加熱器和溫度傳感器設於外層熔融腔體的外壁，外層熔融體加熱器和溫度傳感器通過各自導線與接線端子相連，外層熔融腔體後端與後端安裝套連接，外層料鬥的進料管和內層料鬥的進料管分別與外層熔融腔體的內腔和內層熔融腔體的內腔連通，內層熔融腔加熱器設於內層熔融腔體的外壁，並且通過各自導線與接線端子相連，保護罩作為外殼，接線端子設於保護罩上，調節螺杆設於後端安裝套上，調節齒輪與調節螺杆嚙合，調節旋鈕與調節螺杆相連，調節齒輪同時與設於內層料鬥上的齒條口四合。
2.如權利要求1所述一種核-殼微納米纖維製備裝置，其特徵在於，所述外層熔融腔噴嘴與內層熔融腔噴嘴為同軸心線。
3.如權利要求1所述一種核-殼微納米纖維製備裝置，其特徵在於，所述外層熔融腔後端與後端安裝套為過盈配合連接。
4.如權利要求1所述一種核-殼微納米纖維製備裝置，其特徵在於，所述內層熔融腔加熱器、噴嘴加熱器和外層熔融腔加熱器均採用電阻絲加熱器。
【文檔編號】D01D5/00GK203728972SQ201420070936
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年2月19日 優先權日:2014年2月19日
【發明者】鄭高峰, 王霖潔, 林奕宏, 餘兆傑, 鄭建毅, 孫道恆 申請人:廈門大學