[发明专利]一种聚合物熔融静电纺丝装置

说明书

技术领域

本发明涉及静电纺丝装置，尤其是涉及一种聚合物熔融静电纺丝装置。

背景技术

静电纺丝是一种制备纳米纤维简单有效的方法，纺丝原理是：聚合物溶液或熔体在高压静电场的作用下形成射流，从而被拉伸细化，直至变形为超细纤维汇集到收集器。超过50多种聚合物已经通过这项技术成功地电纺出超细纤维。

溶液静电纺丝因具有过程简单、易于控制、可以纺出细至几十纳米的纤维等优点而备受关注。但该技术中溶剂的使用也带来了一系列的问题：如有毒溶剂的使用；溶剂挥发导致纤维表面不光滑；大部分溶液在纺丝过程中以溶剂的形式蒸发，导致产量低等。熔融静电纺丝无需使用溶剂，排除了溶剂对纺丝过程的影响，这也凸显出其与溶液静电纺丝相比对环境更友好、成本更低，更易于工业化(邓荣坚．熔体静电纺丝法制备微纳米纤维的实验研究[D]．北京:北京化工大学,2009年)。

熔融静电纺丝要求外界施加合理的温度场，以避免聚合物熔体射流在静电纺丝过程中过早固化并由此产生的对射流的稳定性和纳米纤维的表面形貌的不良影响。目前大多采用一段式加热的方法，加热效率低，并且通过热分析发现一段式加热料筒的温度场不均匀，极易造成熔融聚合物在纺丝过程中流动或喷射受阻，特别是射流区受空气冷却后温度降低导致射流过早固化继而无法得到有效、充分的拉伸。由此可见，聚合物对温度变化十分敏感，温度控制是决定熔融静电纺丝效果的关键因素之一。

发明内容

本发明的目的在于提供可保证静电纺丝全程温度环境恒定，能够有效克服熔融体在高温下流动性差的缺点的一种聚合物熔融静电纺丝装置。

本发明包括料筒、活塞、助推杆、驱动件、料筒加热件、喷嘴加热件、收集器、收集器加热件、环形加热件、料筒温度传感器、喷嘴温度传感器、射流区温度传感器、收集器温度传感器、温度控制器和高压电源；

活塞设于料筒内且与料筒滑动配合，助推杆一端与活塞连接，助推杆另一端与驱动件连接，料筒加热件设于料筒外周边，料筒下端设有喷嘴，喷嘴接地，喷嘴加热件设于料筒下端外周边，收集器设于喷嘴下方，收集器加热件设于收集器下方，环形加热件设于料筒与收集器之间，料筒温度传感器设于料筒下部，喷嘴温度传感器设于料筒下端，射流区温度传感器设于环形加热件所包围的区域内，收集器温度传感器设于收集器下方，料筒加热件、喷嘴加热件、收集器加热件、环形加热件、料筒温度传感器、喷嘴温度传感器、射流区温度传感器和收集器温度传感器分别均与温度控制器电连接，收集器接高压电源输出端。

所述驱动件可为液压泵。

所述料筒加热件最好为管状加热圈；所述喷嘴加热件最好为环状加热圈。

所述环形加热件最好为环形加热灯。

所述料筒的外周边最好设有保温层，料筒的上下两端最好均设有绝热盖板，这样可起到保温绝热的作用。

所述收集器加热件最好为加热灯。

与现有技术比较，本发明的有益效果如下：

由于设有料筒温度传感器、喷嘴温度传感器、射流区温度传感器、收集器温度传感器，并通过温度控制器分别对料筒、喷嘴、射流区及收集器温度进行实时控制，可保证静电纺丝全程温度环境的恒定，从而有效克服熔融体在高温下流动性差的弊端。显著提高聚合物熔融静电纺丝质量。由于料筒的外周边可设有保温层，料筒的上下两端均可设绝热盖板，这样可起到绝热保温、降低热损失的作用，为静电纺丝创造更好的环境。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

具体实施方式