一種新型的離心熔體靜電紡絲裝置製造方法
2023-05-29 05:18:36 2
一種新型的離心熔體靜電紡絲裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種新型的離心熔體靜電紡絲裝置，它主要包括紡絲部件、接收部件、電磁加熱部件、高壓發生部件、電動部件、機架。紡絲部件包括儲液槽、端蓋、圓錐臺噴頭組件1和圓錐臺噴頭組件2；接收部件包括尼龍材質的開有槽的塑料底板和通過螺栓調節可在塑料底板上滑動的鋁製接收板；電磁加熱部件包括電磁線圈、電磁控制箱、紅外測溫儀、支撐杆，電磁線圈位於儲液槽下端；高壓發生部件包括高壓發生器，其中高壓發生器的正極與靜止的接收部件的接收板相連；電動部件包括電機、軸，電機帶動軸旋轉從而驅動儲液槽旋轉；機架接地，並且支撐整個紡絲體系。本發明在傳統的熔體靜電紡絲裝置上引入離心力，利用靜電力和離心力的雙重作用實現纖維的拉伸細化，最終實現批量製備有序的納米纖維。
【專利說明】-種新型的離心熔體靜電紡絲裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種新型的離心熔體靜電紡絲裝置，屬於靜電紡絲領域。
【背景技術】
[0002] 隨著納米科技研究的不斷升溫，納米纖維的應用越來越廣泛。靜電紡絲作為一種 簡單高效製備連續納米纖維的技術引起了科研人員和產業界的廣泛關注。靜電紡絲的基本 原理是利用靜電力作為牽引力製備超細纖維。靜電紡絲分為溶液靜電紡絲和熔體靜電紡 絲，由於溶液靜電紡絲存在產率低、溶劑回收難等一系列缺點，使熔體靜電紡絲成為生產納 米纖維的較為有前景的新型技術。但是到目前為止，熔體靜電紡絲尚不能大批量製備直徑 小於500nm的有序纖維。為解決這一問題，本發明一種新型的離心熔體靜電紡絲裝置能利 用靜電力和離心力的共同作用，對紡絲纖維進一步拉伸細化並且實現纖維的有序化排列。 在離心力和靜電力的相互作用下利用高效的圓錐臺噴頭來獲取批量有序的納米纖維。
【發明內容】
[0003] 本發明提出了一種新型的離心熔體靜電紡絲裝置。本發明是在傳統的熔體靜電紡 絲裝置上引入離心力，利用靜電力和離心力的雙重作用實現纖維的拉伸細化，並且採用圓 錐臺噴頭不僅避免了噴頭堵塞問題而且大大提高了紡絲效率，最終實現批量製備有序的納 米纖維。
[0004] 本發明提出了一種新型的離心熔體靜電紡絲裝置，它主要包括紡絲部件、接收部 件、電磁加熱部件、高壓發生部件、電動部件、機架。紡絲部件包括儲液槽、中間開孔的端蓋、 圓錐臺噴頭組件1和圓錐臺噴頭組件2,圓錐臺噴頭組件1與圓錐臺噴頭組件2通過螺釘相 連並通過螺栓固定在儲液槽上，見發明專利CN103215663A，端蓋與儲液槽通過螺釘相連，儲 液槽底部為向下凹的球面形狀，端蓋的主要作用是防止在旋轉的過程中聚合物熔體由於離 心力太大而溢出儲液槽，端蓋與儲液槽通過螺釘相連，端蓋中間開孔以使紅外測溫儀的光 斑能照射到聚合物熔體上；接收部件包括尼龍材質的開有滑動槽的塑料底板和通過螺栓調 節可在塑料底板上滑動的鋁製接收板，接收板與滑動槽對應，其數量可少於滑動槽的個數； 塑料底板通過螺釘固定在機架上；電磁加熱部件包括電磁線圈、電磁控制箱、紅外測溫儀、 支撐杆，電磁線圈位於儲液槽下端，電磁線圈通過螺紋與支撐杆相連，支撐杆通過螺釘固定 於機架上，電磁控制箱放置在地面上，與電磁線圈和紅外測溫儀相連接，紅外測溫儀懸空固 定，紅外測溫儀對聚合物熔體溫度進行監控從而反饋給電磁控制箱控制電磁加熱線圈的通 斷，從而實現對儲液槽中聚合物熔體加熱及溫度控制；高壓發生部件包括高壓發生器，其中 高壓發生器的正極與靜止的接收部件的接收板相連；電動部件包括電機、與儲液槽通過螺 紋相連的軸，電機帶動軸旋轉從而驅動儲液槽旋轉；紡絲部件儲液槽與電動部件軸通過螺 紋相連，電動部件、電磁加熱部件以及高壓發生部件均安裝在機架上，機架接地，並且支撐 整個紡絲體系。
[0005] 本發明提出的一種新型的離心熔體靜電紡絲裝置，具有三個優點：①靜電力和離 心力的雙重作用實現聚合物纖維的超細化；②利用圓錐臺噴頭以及離心作用，實現了紡絲 批量化；③利用離心紡絲實現纖維的有序化收集。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006] 圖1本發明一種新型的離心熔體靜電紡絲裝置示意圖。
[0007] 圖中：1_接收板，2-圓錐臺噴頭組件1，3_圓錐臺噴頭組件2,4_儲液槽，5-端蓋， 6-紅外測溫儀，7-支撐杆，8-聚合物熔體，9-電磁加熱線圈，10-纖維，11-電磁控制箱， 12-機架，13-軸，14-電機，15-塑料底板，16-高壓發生器。
【具體實施方式】
[0008] 下面對本發明作進一步的詳細闡述： 本發明提出了一種離心式靜電紡絲裝置，它主要包括紡絲部件、接收部件、電磁加熱部 件、高壓發生部件、電動部件、機架。
[0009] 本發明是一種新型的離心熔體靜電紡絲裝置，裝置圖見圖1。如圖1紡絲部件由儲 液槽（4)、中間開孔的端蓋（5)、圓錐臺噴頭組件1 (2)、圓錐臺噴頭組件2 (3)組成，其中圓 錐臺噴頭組件1 (2)與圓錐臺噴頭組件2 (3)通過螺釘相連，之後二者通過螺釘與儲液槽 (4)相連，並且儲液槽（4)通過螺紋接頭與軸（13)相連，儲液槽（4)底部為向下凹的球形形 狀，端蓋（5)與儲液槽（4)通過螺釘相連，端蓋（5)中間開孔以使紅外測溫儀（6)的光斑能 照射到聚合物熔體（8)上。接收部件包括尼龍材質的開有滑動槽的塑料底板（15)和通過 螺栓調節可在塑料底板上滑動的鋁製接收板（1 )，塑料底板（15)通過螺釘固定在機架（12) 上。電磁加熱部件包括電磁加熱線圈（9)、電磁控制箱（11)、紅外測溫儀（6)、支撐杆（7)，支 撐杆的作用是支撐電磁加熱線圈（9)，電磁加熱線圈（9)位於儲液槽（4)下端，電磁線圈（9) 通過螺紋與支撐杆（7)相連，支撐杆（7)通過螺釘固定於機架（12)上，紅外測溫儀（6)對聚 合物熔體（8 )溫度進行監控從而反饋給電磁控制箱（11)控制電磁加熱線圈（9 )的通斷，實 現對儲液槽（4)中聚合物熔體（8)加熱及溫度控制。高壓發生部件由高壓發生器（16)組成， 其中高壓發生器（16)正極與靜止的接收部件的接收板（1)相連。電動部件由電機（14)、軸 (13)組成，電機（14)驅動軸（13)旋轉，從而帶動儲液槽（4)旋轉。整個機架（12)接地，從 而在儲液槽（4)與接收板（1)之間形成高壓靜電場，實現靜電紡絲。
[0010] 紡絲步驟如下所述，首先將聚合物放入儲液槽（4)中，然後接通電磁控制箱（11) 的電源，使電磁加熱線圈（9)對儲液槽（4)中的聚合物進行加熱，並且紅外測溫儀（6)開始 監控聚合物的溫度，當聚合物完全變為聚合物熔體（8)並且保溫一段時間以後，啟動高壓發 生器（16)，調至給定電壓，然後啟動電機（14)，通過軸（13)帶動儲液槽（4)旋轉，這樣聚合 物熔體（8)在靜電力和離心力的雙重作用下從儲液槽（4)兩端的圓錐臺噴頭組件1 (2)和 圓錐臺噴頭組件2 (3)中以纖維（10)的形式有序的落到接收板（1)上，最終得到超細纖維
[10] 。
【權利要求】
1. 一種新型的離心熔體靜電紡絲裝置，它主要包括紡絲部件、接收部件、電磁加熱部 件、高壓發生部件、電動部件、機架；紡絲部件包括儲液槽、中間開孔的端蓋、圓錐臺噴頭組 件1和圓錐臺噴頭組件2,圓錐臺噴頭組件1與圓錐臺噴頭組件2通過螺釘相連並通過螺栓 固定在儲液槽上，端蓋與儲液槽通過螺釘相連；接收部件包括尼龍材質的開有滑動槽的塑 料底板和通過螺栓調節可在塑料底板上滑動的鋁製接收板，塑料底板通過螺釘固定在機架 上；電磁加熱部件包括電磁線圈、電磁控制箱、紅外測溫儀、支撐杆，電磁線圈位於儲液槽下 端，電磁線圈通過螺紋與支撐杆相連，支撐杆通過螺釘固定於機架上，電磁控制箱放置在地 面上，與電磁線圈和紅外測溫儀相連接，紅外測溫儀懸空固定；高壓發生部件包括高壓發生 器；紡絲部件儲液槽與電動部件電機的軸通過螺紋相連，電動部件、電磁加熱部件以及高壓 發生部件均安裝在機架上，機架接地，並且支撐整個紡絲體系。
2. 根據權利要求1所述的一種新型的離心熔體靜電紡絲裝置，其特徵在於儲液槽底部 為向下凹的球面形狀。
3. 根據權利要求1所述的一種新型的離心熔體靜電紡絲裝置，其特徵在於鋁製接收板 與塑料底板上的滑動槽對應，其數量可少於滑動槽的個數。
【文檔編號】D01D5/00GK104088024SQ201410326257
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月10日 優先權日:2014年7月10日
【發明者】劉勇, 李秀紅, 何紅, 王克儉, 劉月星 申請人:北京化工大學