[發明專利]一種批量化復合三維結構亞微米纖維膜的制備裝置與方法

有效

• 申請號: 201810375686.0
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108642574B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 覃小紅;熊健;吳媛媛;俞建勇
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00;D04H1/728
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;王文穎

1.一種批量化復合三維結構亞微米纖維膜的制備裝置，其特征在于，包括供液系統、復合紡絲裝置及接收裝置；所述復合紡絲裝置包括球形噴頭(18)，球形噴頭(18)的下部套有U型結構的防混阻隔膠圈(1)，其將球形噴頭(18)分為左右兩個部分，球形噴頭(18)通過傳動軸(10)與電機一(11)連接，球形噴頭(18)的表面與高壓發生器(6)的正極連接；供液系統包括用于支承球形噴頭(18)的絕緣座(22)，絕緣座(22)內的左右兩側分別設有待紡液槽A(19)、待紡液槽B(5)，球形噴頭(18)的左右兩側分別浸漬于待紡液槽A(19)、待紡液槽B(5)內，待紡液槽A(19)、待紡液槽B(5)分別通過導液管A(20)、導液管B(4)與儲液槽A(26)內的紡絲液A(25)、儲液槽B(3)內的紡絲液B(2)連通，導液管A(20)上設有蠕動泵A(23)，導液管B(4)上設有蠕動泵B(24)；接收裝置設于復合紡絲裝置的上方。

2.如權利要求1所述的批量化復合三維結構亞微米纖維膜的制備裝置，其特征在于，所述球形噴頭(18)通過高壓正極軸承接口(9)與高壓發生器(6)連接，球形噴頭(18)通過高壓導線(8)與高壓正極軸承接口(9)連接，高壓正極軸承接口(9)套設于傳動軸(10)的外側并固定。

3.如權利要求1所述的批量化復合三維結構亞微米纖維膜的制備裝置，其特征在于，所述絕緣座(22)內對應球形噴頭(18)的底部設有廢液槽(21)。

4.如權利要求1所述的批量化復合三維結構亞微米纖維膜的制備裝置，其特征在于，所述球形噴頭(18)的材質為不銹鋼或金屬銅；儲液槽A(26)、儲液槽B(3)、蠕動泵A(23)、蠕動泵B(24)、導液管A(20)、導液管B(4)、絕緣座(22)、傳動軸(10)的材質均為聚四氟乙烯；防混阻隔膠圈(1)的材質為耐腐蝕橡膠。

5.如權利要求1所述的批量化復合三維結構亞微米纖維膜的制備裝置，其特征在于，所述傳動軸(10)與球形噴頭(18)的直徑同軸布置，且球形噴頭(18)紡絲時依次沿順時針、逆時針方向交替往復旋轉；電機一(11)內設有用于設置球形噴頭(18)旋轉速度、扭矩及方向的PLC編程模塊，球形噴頭(18)的旋轉范圍為0～180°；電機一(11)的轉速為0～20r/min。

6.如權利要求1所述的批量化復合三維結構亞微米纖維膜的制備裝置，其特征在于，所述蠕動泵A(23)、蠕動泵B(24)的供液速度為0～10mL/min。

7.如權利要求1所述的批量化復合三維結構亞微米纖維膜的制備裝置，其特征在于，所述供液系統還包括用于控制紡絲液溫度的控溫裝置，溫度的控制范圍為-5～60℃。

8.如權利要求1所述的批量化復合三維結構亞微米纖維膜的制備裝置，其特征在于，所述高壓發生器(6)的電壓調節范圍為0～120kV。

9.如權利要求1所述的批量化復合三維結構亞微米纖維膜的制備裝置，其特征在于，所述接收裝置包括帶電機二(13)的金屬滾筒(14)，金屬滾筒(14)接地(16)或與高壓發生器(6)的負極連接。

10.如權利要求9所述的批量化復合三維結構亞微米纖維膜的制備裝置，其特征在于，所述金屬滾筒(14)的直徑為90～1200mm；電機二(13)的轉速為0～110r/min。

11.一種批量化復合三維結構亞微米纖維膜的制備方法，其特征在于，采用權利要求1-10任意一項所述的批量化復合三維結構亞微米纖維膜的制備裝置，包括以下步驟：

步驟1)：打開接收裝置；

步驟2)：打開供液系統，調節紡絲液A(25)、紡絲液B(2)的溫度，分別通過蠕動泵A(23)、蠕動泵B(24)向待紡液槽A(19)、待紡液槽B(5)中注入紡絲液A(25)、紡絲液B(2)；

步驟3)：打開電機一(11)，設置球形噴頭(18)的轉動程序，電機一(11)經傳動軸(10)驅動球形噴頭(18)在順時針、逆時針方向上交替往復旋轉，使球形噴頭(18)的表面覆蓋紡絲液A(25)、紡絲液B(2)兩種紡絲液的液膜；

步驟4)：打開高壓發生器(6)，緩慢增加電壓至所需紡絲電壓，使相應液膜處分別產生射流A(17)、射流B(12)，兩種射流在高壓靜電場作用下飛向接收裝置，溶劑揮發，射流拉伸固化沉積在接收裝置上形成兩種納米纖維，繼而形成三維結構的納米纖維膜(15)。