[實用新型]一種電場均勻穩(wěn)定的多噴頭熔體微分靜電紡絲裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520045608.6
• 申請日: 2015-01-22
• 公開（公告）號: CN204455368U
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊衛(wèi)民;陳宏波;譚晶;李好義;閻華;焦志偉;謝鵬程;丁玉梅
• 申請（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00;D01D4/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種電場均勻穩(wěn)定的多噴頭熔體微分靜電紡絲裝置，屬于靜電紡絲領(lǐng)域。

背景技術(shù)

靜電紡絲技術(shù)作為一種簡單有效的納米纖維制備技術(shù)，越來越受到國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，靜電紡絲方法已被公認為是制備納米纖維最簡單有效的方法之一，目前已有三十多種聚合物通過此方法成功制得超細纖維，最小的直徑達到幾十納米。靜電紡絲技術(shù)制備的納米纖維應(yīng)用前景廣闊，尤其在空氣過濾、污水處理、海水淡化、電子器件及生物組織工程等方面。

目前關(guān)于靜電紡絲技術(shù)的研究大部分都是基于一個毛細管噴頭的裝置，所以為了提高產(chǎn)量，研究者采用了陣列式多針頭技術(shù)，但是增加的針頭數(shù)目同樣增加了針頭堵塞的幾率，難于清理，而這也僅適用于溶液靜電紡絲，對于粘度較大的熔體則不宜采用這種易堵塞的針頭式的裝置，為了解決熔體靜電紡絲大量制備難的問題，中國發(fā)明專利一種熔體微分靜電紡絲噴頭(申請?zhí)?01310159570.0)采用錐面噴頭，熔體流經(jīng)錐面經(jīng)過均布減薄，形成熔體薄膜，在高壓靜電作用下，在錐面尖端自組織形成多根纖維，極大提高了纖維的產(chǎn)量，一個噴頭可以同時產(chǎn)生30-50根纖維，但是由于其氣管吹風(fēng)位置不可調(diào)，導(dǎo)致氣流對纖維的作用位置隨著氣流速度大小而改變，從而纖維束易被氣流吹散，纖維下落不均勻，并且在進行多噴頭集成的時候，傳統(tǒng)的金屬板加靜電技術(shù)會導(dǎo)致每個噴頭處靜電分布不均，進而導(dǎo)致各個噴頭所紡纖維分布不均勻，所以迫切需要開發(fā)一種電場均勻穩(wěn)定的多噴頭熔體微分靜電紡絲裝置。

實用新型內(nèi)容

本實用新型提出了一種電場均勻穩(wěn)定的多噴頭熔體微分靜電紡絲裝置，把多個噴頭集成到一塊熱流道分流板上，分流板流道使每個噴頭處流量一致，根據(jù)紡絲材料的性質(zhì)，可以選擇性更換內(nèi)錐面或者外錐面噴頭，噴頭氣管里有輔助氣管，通過調(diào)節(jié)輔助氣管的位置調(diào)節(jié)氣流作用位置，使不同粘度的材料在不同氣流速度作用下均能達到最佳氣流輔助效果，由于多噴頭設(shè)計，采用傳統(tǒng)的金屬電極板將會導(dǎo)致各個噴頭處電場分布不均，從而極大影響纖維的均勻性，針對此缺點，本實用新型提出了一種電場均化技術(shù)，把金屬電極板和電介質(zhì)有機結(jié)合，形成復(fù)合電極板，使電場均化，纖維分布均勻，并且采用多電場耦合拉伸技術(shù)，在復(fù)合電極板上開孔，孔的數(shù)量與紡絲噴頭數(shù)量相等，形成穿透式復(fù)合電極板，使纖維在氣流作用下穿過圓孔，多級拉伸，纖維進一步細化。

為了實現(xiàn)上述功能，本實用新型采用的技術(shù)方案如下：一種電場均勻穩(wěn)定的多噴頭熔體微分靜電紡絲裝置，主要包括擠出機、金屬軟管、分流板、紡絲噴頭、穿透式復(fù)合電極板、絕緣支撐桿、復(fù)合平電極板、高壓靜電發(fā)生器一和高壓靜電發(fā)生器二等，擠出機作為供料裝置通過法蘭和分流板相連，多個紡絲噴頭均布在分流板底面，分流板接地，穿透式復(fù)合電極板通過絕緣支撐桿固定在分流板下端，并且接高壓靜電發(fā)生器一，復(fù)合平電極板置于穿透式復(fù)合電極板下端，并且接高壓靜電發(fā)生器二，金屬軟管通過管螺紋接頭與紡絲噴頭上端氣管管螺紋連接。

本實用新型一種電場均勻穩(wěn)定的多噴頭熔體微分靜電紡絲裝置，紡絲噴頭分為內(nèi)錐面噴頭和外錐面噴頭，內(nèi)錐面噴頭是熔體通過環(huán)狀狹縫被引導(dǎo)到紡絲噴頭錐面尖端內(nèi)側(cè)，在重力作用下，熔體在內(nèi)錐面上均布形成薄膜，在?靜電力拉伸作用下，錐面尖端熔體薄膜自組織拉伸成絲，外錐面噴頭是熔體通過環(huán)狀狹縫被引導(dǎo)到紡絲噴頭錐面尖端外側(cè)，熔體在外錐面上形成薄膜，在靜電力作用下，尖端薄膜被拉伸成絲，內(nèi)錐面噴頭和外錐面噴頭結(jié)構(gòu)上主要表現(xiàn)在紡絲噴頭下端錐面布置形式的不同，紡絲噴頭外側(cè)包裹加熱圈保持熔體最佳熔融紡絲溫度，根據(jù)紡絲材料的不同，紡絲噴頭可方便更換，紡絲噴頭氣管里面有輔助氣管，輔助氣管和紡絲噴頭氣管采用過渡配合，通過調(diào)節(jié)輔助氣管的上下位置方便調(diào)節(jié)氣流作用位置，不同紡絲材料在不同的氣流速度下對應(yīng)不同的氣流作用位置，使各種紡絲材料在各種氣流輔助速度下都能達到最佳氣流輔助條件。

本實用新型一種電場均勻穩(wěn)定的多噴頭熔體微分靜電紡絲裝置，采用多電場耦合拉伸技術(shù)，第一級電場采用穿透式復(fù)合電極板，帶有和紡絲噴頭個數(shù)相同的孔，穿透式復(fù)合電極板有兩部分組成，下面是一層帶孔金屬板，上面疊加一層帶孔電介質(zhì)板，電介質(zhì)板材料可以是紙、木頭、有機玻璃、玻璃、塑料、大理石等材料，金屬板上孔的直徑要略大于電介質(zhì)板上孔的直徑，高壓靜電發(fā)生器一高壓接線端子接在帶孔金屬板層，這樣可以使電場均化的同時，削弱金屬板孔周圍邊緣引起的電場集中現(xiàn)象，從而在保證電場拉伸作用的同時，避免孔邊緣電場對纖維的吸附作用，使纖維能夠順利通過第一級電場，進而被第二級電場拉伸。