[發明專利]一種直線型高效靜電紡絲噴頭

無效

• 申請號: 201210491282.0
• 申請日: 2012-11-27
• 公開（公告）號: CN102953129A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 劉勇;宋天丹;夏令濤;李秀紅;王克儉;郭鴻霖
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: D01D4/02
• 分類號: D01D4/02;D01D5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

?本發明涉及一種靜電紡絲噴頭，屬于靜電紡絲領域。

背景技術

由于納米技術的快速發展，靜電紡絲引起世界各國研究學者的關注，由靜電紡絲制備的納米纖維有其獨特的特征，比如靜電紡絲相對于其他紡絲方式制得的納米絲可以很長，纖維直徑更小，可達1nm，比表面積更大等。到目前為止，已報道大約100種聚合物可以利用靜電紡絲制備出超細纖維。由靜電紡絲制備出的納米細絲可用作過濾材料，生物醫藥功能材料，電極材料，增強材料，吸音材料等。

目前靜電紡絲技術還不成熟，仍然存在很多問題需要解決，比如靜電紡絲納米纖維的質量控制，靜電紡絲產量低，工業應用投資相對較高，納米纖維的力學性能表征問題等。本發明采用一種月牙型流道，使聚合物在流道內無殘余，并且加熱棒并行于流道，使加熱更加均勻。這種直線型高效靜電紡絲噴頭，不僅可以提高紡絲效率而且能夠提高紡絲質量。

發明內容

本發明提供了一種直線型高效靜電紡絲噴頭，與傳統紡絲噴頭相比，這種直線型噴頭，通過主流道和月牙形流道，可使熔體在流道中更均勻的分布。同時，在月牙形流道兩側的超細噴口易于加工，克服以往毛細噴孔難加工的缺點。使用月牙形流道可使流道內熔體充分利用，加熱棒并行于流道下方，使加熱均勻。導流槽可對熔體二次分流，使流至水平料筒底部的熔體更均勻。

本發明提供了一種直線型高效靜電紡絲噴頭，它包括主流道（2）、月牙形流道（5）、直線噴口（8）和導流槽（9）。主流道（1）和月牙形流道（6）垂直，直線噴口（8）位于月牙形流道（5）左右底端處，直線噴頭（8）和月牙形流道（5）的弧面相切，直線噴口在圓柱壁面中線處各開一個，垂直料筒（12）的加熱圈（3）加在垂直料筒（12）外壁，月牙形流道（5）下方有加熱棒（6），溫控裝置（4）分別位于垂直料筒（12）和水平料筒（11）外壁。紡絲熔體從主流道（2）進入月牙形流道（5），在月牙形流道中均勻分布，通過月牙曲面可使熔體更均勻有序的流向直線噴口（8）,加上靜電場后，熔體通過直線噴頭流到水平料筒（11）外壁，經過導流槽（9）二次分流，從兩側噴頭流出的熔體分別在水平料筒底端兩側聚集，形成多股均勻的噴射流。

本發明提出的直線型高效靜電紡絲噴頭，噴頭的流道采用月牙形能使物料充分利用，避免積料，也避免了熔融物料與空氣的長時間接觸，減少熱氧降解；噴頭的水平料筒底部為平面或上凹面，底部兩側設有導流槽，能使形成的更多更均勻的泰勒錐，大大提高了紡絲效率，適宜工業化生產。

附圖說明

????圖1是本發明一種直線型高效靜電紡絲噴頭半剖視圖

????圖2是本發明的左剖視圖

????圖3是本發明的水平料筒剖視圖

圖中：1-垂直料筒壁；2-主流道；3-加熱圈；4-熱電偶；5-月牙形流道；6-加熱棒；7-水平料筒壁；8-直線噴口；9-導流槽；10-封頭；11-水平料筒；12-垂直料筒

具體實施方式

本發明一種直線型高效靜電紡絲噴頭，它主要包括垂直料筒（12）以及與垂直料筒（12）通過焊接連接的水平料筒（11），水平料筒（11）內為月牙形流道（5），其中月牙形流道（5）圓弧面的中心角為100°，半徑為12mm，月牙形流道（5）兩側為直線噴頭（8），與月牙形流道圓弧面相切，直線噴口（8）縫隙寬為0.3mm，用于物料預熱的上加熱圈（3）位于垂直料筒（12）下部，用于加熱物料的加熱棒（6）位于水平料筒（11）內月牙形流道（5）正下方，外徑為8mm，熱電偶（4）通過鉆孔固定在垂直料筒（12）和水平料筒（11）上，封頭（7）焊接在水平料筒壁（7）上，導流槽（9）設在靠近底部的壁面上。

紡絲步驟：首先，將垂直料筒（12）下部的加熱圈（3）設定一個較低溫度，對物料進行預熱，將加熱棒（6）設定一個較高溫度，然后將紡絲物料加進垂直料筒（12），熔體熔融后，月牙形流道（5）內物料流向直線噴口（8）。最后，等到噴口外有不脫落的熔體滴時，加上靜電場，熔體液滴沿水平料筒（11）外壁向下流至導流槽（9），經過導流槽（9）二次分流，使熔體液滴分布更加均勻，熔體在水平料筒（11）底部平面在電場作用下形成泰勒錐，可紡出多股均勻細絲。