[實用新型]用于制備微納米纖維的紡絲裝置

有效

• 申請號: 201520785596.0
• 申請日: 2015-10-10
• 公開（公告）號: CN205152421U
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發明（設計）人: 楊斌;陳歡歡;李祥龍;侯騰
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: D01D13/00
• 分類號: D01D13/00;D01D5/00
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

技術領域

本實用新型涉及微納米纖維材料的制備裝置，具體是利用離心力紡絲方法制備微納 米纖維，并結合靜電力對微納米纖維進行收集的技術。

背景技術

目前，制備微納米纖維的主要技術包括自組裝法、模板合成法、相分離法、熔噴法、 靜電紡絲法以及離心力紡絲法。其中，靜電紡絲以其裝置簡單、可紡原料范圍廣、纖維 性能優異等特性受到研究人員的廣泛關注。但隨著研究的深入，對紡絲液極性的要求以 及極低的產量逐漸成為制約靜電紡絲大規模應用的主要屏障。而從目前的研究現狀來 看，靜電紡絲技術在這兩方面很難取得突破性的進展。

離心力紡絲方法是繼靜電紡絲之后發展起來的又一種微納米纖維制備技術，該法被 應用到納米科技領域的時間雖然很短，但其產量高、原料選擇不受極性影響、安全(無 需高壓靜電)、纖維性能可與靜電紡絲所得纖維相媲美的特性使得離心力紡絲方法在微 納米纖維制備方面發展迅速。然而，離心力紡絲法由于紡絲原理的特性，使得纖維的有 效收集變得較為困難。在絕大多數離心力紡絲的研究中，纖維的收集主要采用環形收集 方式。這種收集方式主要是結合了離心力紡絲過程中纖維的運動軌跡來設計的一種收集 方式，在不考慮連續紡絲的條件下，該方法不失為一種有效的收集方式。但在工業生產 中，連續紡絲是必然，如若選擇該方式收集纖維，從收集器上移取纖維的過程會影響到 連續生產。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是，克服現有技術中的不足，提供一種用于制備微納 米纖維的紡絲裝置。該裝置能夠穩定、連續、大量地制備微納米纖維。

為解決技術問題，本實用新型的解決方案是：

提供一種用于制備微納米纖維的紡絲裝置，包括收集系統、紡絲系統和連續供料系 統；

紡絲系統包括電機、絕緣聯軸器和噴絲器，電機和噴絲器的轉軸均為豎向安裝，且 通過絕緣聯軸器聯接；噴絲器的主體內部為中空，其上部設有紡絲液入口；噴絲器的主 體外部包圍設置多個點膠針頭，各點膠針頭分別通過連接件與噴絲器內部連通；

連續供料系統包括蠕動泵，其出入口分別接有供料管；其中，入口端的供料管接至 儲料箱，出口端的供料管與噴絲器的紡絲液入口相連；

收集系統包括升降臺、步進電機、同步輪和傳送帶，升降臺位于噴絲器的正下方； 傳送帶鋪設于升降臺的表面，并由步進電機和同步輪帶動實現循環運作；還有一個電源， 其一端接于噴絲器，另一端接于收集板，收集板安裝于傳送帶下方的升降臺表面；

所述電機、蠕動泵、步進電機和電源均通過電纜接至控制系統。

作為一種改進，噴絲器的主體為水平設置，各點膠針頭均位于同一旋轉平面上，噴 絲器的轉軸垂直于該旋轉平面。

作為一種改進，還有一個水平的安裝支架，所述電機固定于安裝支架上；有一個固 定托盤固定于安裝支架下方，所述噴絲器的轉軸穿過固定托盤；固定托盤中設有與噴絲 器轉軸相配套的軸承，以及與供料管相連的通道。

作為一種改進，所述噴絲器的兩側分別設有豎向安裝的擋板。

作為一種改進，所述紡絲裝置的各部件均裝設于一個封閉的柜體中；柜體上設有觀 察窗口、顯示屏和手動控制面板。

作為一種改進，所述柜體內設有除濕系統，除濕系統通過電纜接至所述控制系統。

作為一種改進，所述柜體內設有溫度傳感器和/或濕度傳感器，并通過電纜接至所 述控制系統。

作為一種改進，所述電機的轉速可調范圍在0～20000rpm之間。

作為一種改進，所述升降臺的行程為140mm，能調節噴絲器和收集板之間的距離在 60～200mm范圍內。

作為一種改進，所述電源的電壓可調范圍在0～20kV之間。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果在于：

1、本實用新型所述紡絲裝置以離心力為主作用力，對聚合物溶液或熔體進行拉伸 成纖；以靜電力為輔助作用力，改變射流的運動軌跡，使纖維能夠有效地收集。因此， 是能進行連續紡絲和收集的、面向產業化的微納米纖維制備裝置。

2、本實用新型通過模塊化的設計思路分別設計了連續供料系統、紡絲系統、收集 系統、除濕系統以及控制系統，再將各個系統合理地裝配起來設于柜體中成為集成化的 裝置。這樣可以在有限的場地中布置更多設備，提高生產效率。

3、作為直接沉積纖維的傳送帶，在步進電機和同步輪的作用下可進行正轉和反轉， 能夠有效地調整纖維膜的厚度均勻度。