[實(shí)用新型]一種納米纖維制備裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320797911.2
• 申請(qǐng)日: 2013-12-05
• 公開（公告）號(hào): CN203583028U
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭建毅;莊明鳳;王偉;鄭高峰;孫道恒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號(hào): D01D5/00
• 分類號(hào): D01D5/00
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及靜電紡絲，尤其是涉及一種納米纖維制備裝置。

背景技術(shù)

靜電紡絲技術(shù)是一種制備納米纖維常用的技術(shù)，其工藝原理是，置于高壓靜電場(chǎng)中的聚合物液滴會(huì)形成泰勒錐，當(dāng)電場(chǎng)力足夠大，液滴可克服表面張力從泰勒錐錐尖噴射并形成射流，射流在靜電場(chǎng)力、粘滯阻力、表面張力等作用下不斷細(xì)化，最終落在收集裝置上形成無紡布形式的納米纖維。靜電紡絲技術(shù)以其設(shè)備簡(jiǎn)單、操作容易等優(yōu)良特性成為當(dāng)前納米纖維制造研究的熱點(diǎn)。

很多學(xué)者對(duì)批量化式靜電紡絲技術(shù)進(jìn)行了研究，如中國(guó)專利CN?103114347?A，能否實(shí)現(xiàn)靜電紡絲批量化已成為靜電紡絲技術(shù)發(fā)展的重要影響因素之一。

針頭式靜電紡絲裝置，使用高濃度的紡絲溶液時(shí)，針頭容易堵塞，紡絲過程也難以保持穩(wěn)定的泰勒錐，所以紡絲效率不高，無法滿足靜電紡絲技術(shù)工業(yè)化的要求。此外，針頭式靜電紡絲裝置在靜電紡絲過程中針頭容易堵塞，造成射流不連續(xù)、穩(wěn)定，也會(huì)嚴(yán)重影響紡絲過程。

離心式靜電紡絲裝置相對(duì)于針頭式靜電紡絲技術(shù)而言，雖然噴絲頭不會(huì)發(fā)生堵塞、紡絲效率高，但是其供液不穩(wěn)定，無法均勻地制備納米纖維。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供能連續(xù)、穩(wěn)定制備納米纖維，解決無噴頭批量化靜電紡絲裝置出現(xiàn)的射流難形成、噴絲頭易堵塞等問題的一種納米纖維制備裝置。

本實(shí)用新型設(shè)有紡絲轉(zhuǎn)盤、紡絲轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、供液系統(tǒng)、噴絲口、誘導(dǎo)針、誘導(dǎo)轉(zhuǎn)盤、誘導(dǎo)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、收集裝置和高壓電源；

所述紡絲轉(zhuǎn)盤由紡絲轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，可繞軸線自轉(zhuǎn)，紡絲轉(zhuǎn)盤的圓周外側(cè)面均勻單排分布個(gè)噴絲口；所述紡絲轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)安裝于紡絲轉(zhuǎn)盤上方，所述紡絲轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由上驅(qū)動(dòng)電機(jī)、上聯(lián)軸器和上轉(zhuǎn)動(dòng)軸組成，上驅(qū)動(dòng)電機(jī)與控制電路電連接，通過設(shè)定控制電路可以控制上驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制紡絲轉(zhuǎn)盤自轉(zhuǎn)速度；設(shè)置在紡絲轉(zhuǎn)盤上方的供液系統(tǒng)對(duì)紡絲轉(zhuǎn)盤提供紡絲溶液，所述供液系統(tǒng)由儲(chǔ)液箱、供液管和計(jì)量泵組成，所述儲(chǔ)液箱與計(jì)量泵的進(jìn)口連接，計(jì)量泵的出口與供液管連通，供液管出口安裝在紡絲轉(zhuǎn)盤的正上方，通過計(jì)量泵對(duì)紡絲轉(zhuǎn)盤供料；在誘導(dǎo)轉(zhuǎn)盤上設(shè)有至少2根誘導(dǎo)針，誘導(dǎo)轉(zhuǎn)盤由誘導(dǎo)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)；所述誘導(dǎo)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)安裝于誘導(dǎo)轉(zhuǎn)盤下方，所述誘導(dǎo)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由下驅(qū)動(dòng)電機(jī)、下聯(lián)軸器、下轉(zhuǎn)動(dòng)軸組成，下驅(qū)動(dòng)電機(jī)與控制電路電連接，通過設(shè)定控制電路可以控制下驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速，從而控制誘導(dǎo)轉(zhuǎn)盤自轉(zhuǎn)速度；紡絲轉(zhuǎn)盤和誘導(dǎo)轉(zhuǎn)盤繞同一軸線旋轉(zhuǎn)，誘導(dǎo)針緊貼紡絲轉(zhuǎn)盤的外圓周面并沿圓周周期性地運(yùn)動(dòng)，不斷對(duì)噴絲口的紡絲溶液實(shí)行誘導(dǎo)動(dòng)作；收集裝置與噴絲口相對(duì)，用于收集納米纖維，可以調(diào)節(jié)與噴絲口的相對(duì)距離，以改變紡絲間距；收集裝置與高壓電源輸出端電連接。

所述誘導(dǎo)針可設(shè)有6根，6根誘導(dǎo)針均勻沿圓周分布在誘導(dǎo)轉(zhuǎn)盤上。

所述收集裝置可采用纖維收集網(wǎng)。

所述紡絲轉(zhuǎn)盤由紡絲轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，可以平穩(wěn)地繞軸線自轉(zhuǎn)，紡絲轉(zhuǎn)盤的圓周外側(cè)面均勻地分布復(fù)數(shù)個(gè)噴絲口；設(shè)置在紡絲轉(zhuǎn)盤上方的供液系統(tǒng)能夠定量、連續(xù)地對(duì)紡絲轉(zhuǎn)盤提供紡絲溶液；復(fù)數(shù)根誘導(dǎo)針均勻地沿圓周分布在誘導(dǎo)轉(zhuǎn)盤上，誘導(dǎo)轉(zhuǎn)盤由誘導(dǎo)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，從而能夠平穩(wěn)地繞誘導(dǎo)轉(zhuǎn)盤的軸線自轉(zhuǎn)；紡絲轉(zhuǎn)盤和誘導(dǎo)轉(zhuǎn)盤繞同一軸線旋轉(zhuǎn)，誘導(dǎo)針緊貼紡絲轉(zhuǎn)盤的外圓周面并沿圓周周期性地運(yùn)動(dòng)，不斷對(duì)噴絲口的紡絲溶液實(shí)行誘導(dǎo)動(dòng)作；收集裝置與噴絲孔相對(duì)；紡絲溶液接地，收集裝置與高壓電源輸出端連接，或者收集裝置接地，紡絲溶液與高壓電源輸出端連接。

所述紡絲轉(zhuǎn)盤，最好由耐腐蝕和與有機(jī)溶劑不反應(yīng)的導(dǎo)電材料制成，其圓周外側(cè)面設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)噴絲口。本實(shí)用新型可以設(shè)有一個(gè)紡絲轉(zhuǎn)盤，也可以為多個(gè)紡絲轉(zhuǎn)盤上下方向?qū)訝罘植肌１緦?shí)用新型不限制噴絲口的個(gè)數(shù)以及排列方式。

所述誘導(dǎo)針由導(dǎo)電性較好的材料制成，其直徑范圍以能誘發(fā)噴絲口產(chǎn)生紡絲射流為準(zhǔn)，最好為0.1～3mm。誘導(dǎo)針和紡絲轉(zhuǎn)盤各自旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩者最好緊貼。

所述紡絲轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、誘導(dǎo)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其轉(zhuǎn)速可調(diào)，轉(zhuǎn)速范圍最好為30～300rpm。紡絲轉(zhuǎn)盤和誘導(dǎo)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向可以相同，但最好相反。

所述收集裝置用于收集形成的納米纖維，是指靜電紡絲技術(shù)領(lǐng)域中的各種收集裝置。收集裝置有間距調(diào)節(jié)組件，可以調(diào)節(jié)與噴絲口的相對(duì)距離，以改變紡絲間距。

所述高壓電源其工作范圍最好＞0V，＜100kV。高壓電源可輸出高壓直流電壓、或是高壓交流電壓。通過設(shè)定高壓電源的電壓值，使紡絲溶液和收集裝置之間產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)。產(chǎn)生電場(chǎng)有兩種連接方式：第一種，高壓電源輸出端與收集裝置連接，紡絲溶液接地；第二種，高壓電源輸出端與紡絲溶液連接，收集裝置接地。