[發明專利]一種聚合物熔融靜電紡絲裝置

有效

• 申請號: 201310288526.X
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN103305934A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 鄭高峰;王偉;林奕宏;黃偉偉;鄭建毅;莊明鳳;周如海;王霖潔;孫道恒
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 劉勇

技術領域

本發明涉及靜電紡絲裝置，尤其是涉及一種聚合物熔融靜電紡絲裝置。

背景技術

靜電紡絲是一種制備納米纖維簡單有效的方法，紡絲原理是：聚合物溶液或熔體在高壓靜電場的作用下形成射流，從而被拉伸細化，直至變形為超細纖維匯集到收集器。超過50多種聚合物已經通過這項技術成功地電紡出超細纖維。

溶液靜電紡絲因具有過程簡單、易于控制、可以紡出細至幾十納米的纖維等優點而備受關注。但該技術中溶劑的使用也帶來了一系列的問題：如有毒溶劑的使用；溶劑揮發導致纖維表面不光滑；大部分溶液在紡絲過程中以溶劑的形式蒸發，導致產量低等。熔融靜電紡絲無需使用溶劑，排除了溶劑對紡絲過程的影響，這也凸顯出其與溶液靜電紡絲相比對環境更友好、成本更低，更易于工業化(鄧榮堅．熔體靜電紡絲法制備微納米纖維的實驗研究[D]．北京:北京化工大學,2009年)。

熔融靜電紡絲要求外界施加合理的溫度場，以避免聚合物熔體射流在靜電紡絲過程中過早固化并由此產生的對射流的穩定性和納米纖維的表面形貌的不良影響。目前大多采用一段式加熱的方法，加熱效率低，并且通過熱分析發現一段式加熱料筒的溫度場不均勻，極易造成熔融聚合物在紡絲過程中流動或噴射受阻，特別是射流區受空氣冷卻后溫度降低導致射流過早固化繼而無法得到有效、充分的拉伸。由此可見，聚合物對溫度變化十分敏感，溫度控制是決定熔融靜電紡絲效果的關鍵因素之一。

發明內容

本發明的目的在于提供可保證靜電紡絲全程溫度環境恒定，能夠有效克服熔融體在高溫下流動性差的缺點的一種聚合物熔融靜電紡絲裝置。

本發明包括料筒、活塞、助推桿、驅動件、料筒加熱件、噴嘴加熱件、收集器、收集器加熱件、環形加熱件、料筒溫度傳感器、噴嘴溫度傳感器、射流區溫度傳感器、收集器溫度傳感器、溫度控制器和高壓電源；

活塞設于料筒內且與料筒滑動配合，助推桿一端與活塞連接，助推桿另一端與驅動件連接，料筒加熱件設于料筒外周邊，料筒下端設有噴嘴，噴嘴接地，噴嘴加熱件設于料筒下端外周邊，收集器設于噴嘴下方，收集器加熱件設于收集器下方，環形加熱件設于料筒與收集器之間，料筒溫度傳感器設于料筒下部，噴嘴溫度傳感器設于料筒下端，射流區溫度傳感器設于環形加熱件所包圍的區域內，收集器溫度傳感器設于收集器下方，料筒加熱件、噴嘴加熱件、收集器加熱件、環形加熱件、料筒溫度傳感器、噴嘴溫度傳感器、射流區溫度傳感器和收集器溫度傳感器分別均與溫度控制器電連接，收集器接高壓電源輸出端。

所述驅動件可為液壓泵。

所述料筒加熱件最好為管狀加熱圈；所述噴嘴加熱件最好為環狀加熱圈。

所述環形加熱件最好為環形加熱燈。

所述料筒的外周邊最好設有保溫層，料筒的上下兩端最好均設有絕熱蓋板，這樣可起到保溫絕熱的作用。

所述收集器加熱件最好為加熱燈。

與現有技術比較，本發明的有益效果如下：

由于設有料筒溫度傳感器、噴嘴溫度傳感器、射流區溫度傳感器、收集器溫度傳感器，并通過溫度控制器分別對料筒、噴嘴、射流區及收集器溫度進行實時控制，可保證靜電紡絲全程溫度環境的恒定，從而有效克服熔融體在高溫下流動性差的弊端。顯著提高聚合物熔融靜電紡絲質量。由于料筒的外周邊可設有保溫層，料筒的上下兩端均可設絕熱蓋板，這樣可起到絕熱保溫、降低熱損失的作用，為靜電紡絲創造更好的環境。

附圖說明

圖1為本發明實施例的結構示意圖。

具體實施方式