[发明专利]一种熔融静电纺丝装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种静电纺丝装置，尤其是涉及一种熔融静电纺丝装置。

背景技术

静电纺丝是一种制备纳米纤维简单有效的方法，原理是：聚合物溶液或熔体在高压静电场的作用下形成泰勒锥。当电场力逐渐增大，聚合物液滴克服表面张力形成射流，射流在喷射过程中被拉伸细化，直至变形为超细纤维汇集到收集器。溶液静电纺丝虽然过程简单、可以纺出细至几十纳米的纤维，但是其溶剂的挥发会导致纤维表面不光滑以及纺丝产量低等问题。而熔融静电纺丝不使用溶剂，它是通过加热设备使熔体处于熔融状态下进行静电纺丝，排除了溶剂对纺丝过程的影响，凸显出其与溶液静电纺丝相比对环境更友好、成本更低、易于工业化的优势（[1]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）。

传统的熔融静电纺丝装置一般为直筒式料筒，料筒外设有一段式加热设备，活塞将熔体挤出喷嘴，在电场力作用下形成射流（[2]邓亮．熔体静电纺丝超细纤维的成型及下落取向研究[D]．北京：北京化工大学，2012）。使用传统装置进行电纺时，熔体夹杂气泡，而活塞和料筒又形成密闭空间，物料产生的气体无法及时排出，气体则从喷嘴排出，势必影响纤维直径和形貌。所以熔融静电纺丝需要一个减少气泡生成的装置。此外，采用传统的一段式电加热圈进行供热，远离喷嘴处的熔体则长期处于熔融温度以上，极易造成熔体降解，影响熔体的后续电纺，所以熔融静电纺丝过程需要合理的温度场。

发明目的

本发明的目的是提供一种可显著减少熔体气泡产生、避免熔体降解、保证静电纺丝料筒温度的合理分布，从而改善纤维直径和形貌、有效提高纺丝质量的熔融静电纺丝装置。

本发明包括电动机、料筒、搅拌器、抽气泵、夹套、出料管、纺丝泵、高压油管、喷头、喷嘴、上供油装置、下供油装置、上料筒温度传感器、下料筒温度传感器、喷头温度传感器、喷头加热器、控制箱和高压电源；

电动机设于料筒顶部，搅拌器设于料筒内，搅拌器上部与料筒上端密封转动配合，电动机与搅拌器联动连接，抽气泵设于料筒外部且与料筒内腔连通，夹套设于料筒外部，夹套与料筒外壁之间形成上夹腔和下夹腔，上夹腔设有上热油进口和上热油出口，下夹腔设有下热油进口和下热油出口，出料管上端与料筒底部连通，出料管下端接纺丝泵进口，纺丝泵出口通过高压油管接喷头进口，喷嘴设于喷头出口，上供油装置出口接上热油进口，下供油装置接下热油进口，上料筒温度传感器设于料筒内壁，下料筒温度传感器设于夹套内壁，喷头温度传感器设于喷头内，喷头加热器设于喷头内，喷头温度传感器、上料筒温度传感器和下料筒温度传感器均与控制箱输入端电连接，控制箱输出端分别与上供油装置、下供油装置和喷头加热器电连接，高压电源正极与收集装置电连接，高压电源负极接地，喷嘴接地。

所述电动机输出轴最好经减速箱与搅拌器上端连接。

所述搅拌器上部与料筒上端最好通过具有密封功能的填料箱密封转动配合，所述填料箱由填料压盖、填料和填料箱体构成。

所述料筒最好设有料筒压盖。

所述搅拌器最好选用锚式搅拌器。

与现有技术比较，本发明的工作原理及有益效果如下：