[發明專利]一種聚合物溶液粘度單向可調的靜電紡絲裝置

在審

• 申請號: 201910184013.1
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN109735903A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 張有忱;陳曉青;李好義;許浩;姚子琪;丁玉梅;楊衛民
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種聚合物溶液粘度可調的靜電紡絲裝置，屬于靜電紡絲技術領域。裝置主要包括動密封裝置、儲液槽、流量計、保溫箱、溫度調節器、供液罐、接收板、圓錐離心盤、離心吸液口、直流高壓靜電發生器、轉軸、聯軸器、電機和凸棱。采用圓錐離心盤作為紡絲噴頭，通過控制圓錐離心盤的轉速和離心盤內的凸棱尺寸厚度來調節離心盤內聚合物溶液的運動狀態和溶液紡絲粘度，目的在于提供一種聚合物溶液粘度單向可調的靜電紡絲裝置，以解決靜電紡絲過程中聚合物溶液粘度難以控制的問題。本發明一種聚合物溶液粘度可調的靜電紡絲裝置還利用恒溫箱和溫度調節器控制溫度，進而輔助控制溶液粘度。本發明整體紡絲裝置結構簡單、操作方便、成本較低。

技術領域

本發明涉及靜電紡絲技術領域，特別是涉及一種溶液粘度單向可調的靜電紡絲裝置。

背景技術

靜電紡絲技術是一種能夠直接、連續制備納米纖維的方法，被行業公認為是宏量制備納米纖維的重要途經之一。靜電紡絲技術制備的納米纖維具有纖維直徑小，孔隙率高，比表面積大等優良特性，在電子、信息、生物、醫藥、環境、能源等領域具有廣闊的應用前景。

靜電紡絲過程中聚合物溶液粘度是影響納米纖維直徑，形貌和成形狀態的一個重要參數。在溶液靜電紡絲法中，調節聚合物溶液粘度是一個比較困難的問題，中國專利ZL201310597147.9公開了一種可調聚合物溶液粘度的靜電紡絲裝置，利用加熱裝置對熱氣流進行加熱，通過控制料桶中紡絲溶液的溫度，進而控制聚合物溶液的粘度。但是在溶液靜電紡絲中，當溶液濃度較低時，聚合物溶液的粘度受溫度影響微乎其微。調節聚合物紡絲溶液的粘度來獲得高質量的納米纖維是一個關鍵技術，因此需要開發一個安全可靠，可用于適應于大部分聚合物溶液的粘度調控的裝置。

發明內容

本發明提出一種聚合物溶液粘度單向可調的靜電紡絲裝置，采用圓錐離心盤作為紡絲噴頭，通過控制圓錐離心盤的轉速和離心盤內的凸棱尺寸厚度來調節離心盤內聚合物溶液的運動狀態和溶液紡絲粘度，目的在于提供一種聚合物溶液粘度單向可調的靜電紡絲裝置，以解決靜電紡絲過程中聚合物溶液粘度難以控制的問題。

本發明采用的技術方案是：一種聚合物溶液粘度單向可調的靜電紡絲裝置，主要包括動密封裝置、儲液槽、流量計、保溫箱、溫度調節器、供液罐、接收板、圓錐離心盤、離心吸液口、直流高壓靜電發生器、轉軸、聯軸器、電機和凸棱。電機通過聯軸器與轉軸連接，轉軸與圓錐離心盤螺紋連接，圓錐離心盤底面與儲液槽重合，儲液槽與聯軸器之間設置一個動密封裝置，儲液槽右邊是供液系統和溫度調節系統，供液系統包括流量計和供液罐，溫度調節系統包括保溫箱和溫度調節器。接收板水平放置在圓錐離心盤的正上方5-40cm處，并通過導線接地。高壓靜電發生器的正極連接在動密封裝置邊緣上，負極接地。

本發明一種聚合物溶液粘度單向可調的靜電紡絲裝置，圓錐離心盤的直徑范圍是20-50cm，錐面傾斜角度為10-60度，圓錐離心盤種類選用導電金屬如銅、鋁、鋼等材質。錐面偏下方開四個離心吸液口，吸液口直徑2-8mm。

本發明一種聚合物溶液粘度單向可調的靜電紡絲裝置，在圓錐離心盤內壁面固定分布的凸棱形狀可為長短直線條、弧線條或螺旋形條等，凸棱厚度約1-10mm。凸棱材質為有機玻璃、聚丙烯等絕緣不導電材料。

本發明一種聚合物溶液粘度單向可調的靜電紡絲裝置，整體紡絲裝置中的直流高壓靜電發生器和接地線可以正接，也可反接。正接時，直流高壓靜電發生器的正極連接在動密封裝置上，接收板接地。反接時，直流高壓靜電發生器的正極連接在接收板上，動密封裝置接地。

本發明一種聚合物溶液粘度單向可調的靜電紡絲裝置，轉軸為絕緣性良好，剛度較好的不導電材質，具有較好的剛度和硬度。

本發明一種聚合物溶液粘度單向可調的靜電紡絲裝置，流量計可調流量范圍為0.1-5L/h。可選用轉子流量計，質量流量計，容積式流量計等。

本發明一種聚合物溶液粘度單向可調的靜電紡絲裝置，恒溫箱為絕緣不導電材質，恒溫箱容積1-20L。