[發(fā)明專利]一種靜電紡絲的制備設(shè)備及制備工藝

在審

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• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113430653A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊振寶;邱凱坤
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇科來材料科技有限公司
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00
• 代理公司: 蘇州華博知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32232
• 代理人: 黃麗莉

本發(fā)明公開了一種靜電紡絲的制備設(shè)備，包括紡絲機(jī)箱體、紡絲接收裝置及紡絲烘干裝置，還包括注射器、推進(jìn)裝置、氣流輔助裝置及輔助氣源，注射器包括推桿、注射筒及紡絲針頭，紡絲針頭指向接收板；推進(jìn)裝置與推桿連接，用于為推桿提供往復(fù)驅(qū)動力；氣流輔助裝置包括通氣管路及氣流罩，通氣管路布設(shè)在注射器與接收板之間，紡絲針頭穿過通氣管路，氣流罩與紡絲針頭對應(yīng)設(shè)在通氣管路的底部，氣流罩背向通氣管路的出氣口與紡絲針頭的出液口同軸且齊平；輔助氣源用以提供壓縮空氣。本發(fā)明在傳統(tǒng)高壓的基礎(chǔ)上引入輔助氣流，使其在靜電紡絲的過程中加快絲體的拉出，對紡絲體的成型后的直徑以及紡絲體的烘干和出絲量有著較大的提升。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及靜電紡絲的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種靜電紡絲的制備設(shè)備及制備工藝。

背景技術(shù)

紡絲機(jī)是把含由聚合物的溶液或者熔融物形成絲狀物的機(jī)器，根據(jù)不同的紡絲制備方法，紡絲機(jī)又可以細(xì)分為濕法、熔體、干法紡絲機(jī)三種。

在現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)的工業(yè)紡絲機(jī)技術(shù)還無法得到納米級別的纖維。為了能夠得到更為細(xì)膩的纖維，靜電紡絲機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。通過在強(qiáng)電場作用下，聚合物溶液會由球形變?yōu)閳A錐形，并在圓錐尖端延展為纖維細(xì)絲。通過這種方法可以獲得納米級直徑的聚合物細(xì)絲。但是，靜電紡絲的纖維極大的脆性限制了應(yīng)用的發(fā)展，因此，開發(fā)具有柔韌性以及高效率的生產(chǎn)纖維是一個重要的課題。

影響靜電紡絲質(zhì)量的因素很多，包括電壓，紡絲溶液，針頭與接收板的距離。電壓越大，溶液會在巨大的電壓下產(chǎn)生泰勒錐，并使得紡絲變細(xì)。當(dāng)紡絲液具有一定的導(dǎo)電率，且具有一定的粘度使得液體在電荷以及表面張力的束縛下形成泰勒錐，在紡絲中，考慮到溶液的揮發(fā)性需要一定的溫度濕度條件。當(dāng)針頭和接受板距離過小或者過大時都不易成絲，過小時，由于沒有足夠的時間拉絲以及溶劑揮發(fā)會導(dǎo)致絲變粗以及伴隨著液珠。而當(dāng)紡絲距離過大，板子可能無法接收到絲。

因此，本技術(shù)領(lǐng)域亟需一種能夠高效制備靜電紡絲的制備設(shè)備及制備工藝。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種結(jié)構(gòu)配置簡單、調(diào)節(jié)靈活方便且能高效制備靜電紡絲的制備設(shè)備及制備工藝。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一方面，本發(fā)明公開了一種靜電紡絲的制備設(shè)備，包括紡絲機(jī)箱體、紡絲接收裝置及紡絲烘干裝置，所述紡絲烘干裝置通過紅外光照的方式烘干紡絲，烘干溫度可調(diào)節(jié)范圍在室溫到70℃之間；所述紡絲接收裝置包括接收板及收絲筒，還包括注射器、推進(jìn)裝置、氣流輔助裝置及輔助氣源，所述注射器，包括推桿、注射筒及紡絲針頭，所述紡絲針頭指向所述接收板；所述推進(jìn)裝置與所述推桿連接，用于為所述推桿提供往復(fù)驅(qū)動力；所述氣流輔助裝置，包括通氣管路及氣流罩，所述通氣管路布設(shè)在所述注射器與所述接收板之間，所述紡絲針頭沿所述通氣管路的徑向穿過所述通氣管路，所述氣流罩與所述紡絲針頭對應(yīng)設(shè)在所述通氣管路的底部，所述氣流罩背向所述通氣管路的出氣口與所述紡絲針頭的出液口同軸且齊平；所述輔助氣源與所述通氣管路連通，用以提供壓縮空氣。

采用上述技術(shù)方案的有益效果是：充分考慮現(xiàn)有技術(shù)中靜電紡絲拉出速率較低，生產(chǎn)效率低下且紡絲連續(xù)性較差的問題，在傳統(tǒng)高壓的基礎(chǔ)上引入輔助氣流，使其在靜電紡絲的過程中加快絲體的拉出，所以對紡絲體的成型后的直徑以及紡絲體的烘干和出絲量有著較大的提升。具體而言，通過設(shè)置氣流輔助裝置及輔助氣源，在注射器的紡絲針頭處構(gòu)建與紡絲拉出方向相同的高速氣流，在強(qiáng)電場拉力的基礎(chǔ)上疊加高速氣流的帶動力，紡絲拉出的速度大幅提升且靜電紡絲的絲體直徑明顯縮小。

作為本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述注射器的數(shù)量為兩個以上，所述推進(jìn)裝置包括多個獨(dú)立設(shè)置的推進(jìn)單元，所述推進(jìn)單元的數(shù)量不少于所述注射器的數(shù)量，每個所述注射器與一個所述推進(jìn)單元獨(dú)立連接，多個所述推進(jìn)單元共同推進(jìn)所述注射器或者獨(dú)立推進(jìn)所述注射器。