[发明专利]一种自动给料式熔体静电纺丝装置

说明书

本发明公开了一种自动给料式熔体静电纺丝装置，包括储料装置、送料装置、热融纺丝装置。储料装置设置于送料装置进料口的上方，储料装置用于存放聚合物线材原料；进料口的下方设置有齿轮和滚轮，聚合物线材原料夹在齿轮和滚轮的啮合面之间向下移动。热融纺丝装置设置于齿轮和滚轮的啮合面的正下方，热融纺丝装置包括加热器、高压电源和收集盘，加热器的上部设有进料斗，加热器的下部设有锥形喷头，进料斗和锥形喷头连通收集盘设置于锥形喷头下方；高压电源的正极与收集盘电连接，高压电源的负极与金属的锥形喷头电连接并接地。本发明使聚合物线材即熔即纺，避免气泡和分子链断裂，保障了聚合物的物理特性，提升了纺丝的效率和品质。

技术领域

本发明涉及静电纺丝的技术领域，特别是涉及一种自动给料式熔体静电纺丝装置。

背景技术

静电纺丝技术是制备一维纳米纤维材料最简单的方法之一，近几年越来越多的受到科研机构的青睐，在静电纺丝设备和纺丝应用方面获得了长足的发展。静电纺丝技术主要分为溶液静电纺丝和熔体静电纺丝，其中溶液静电纺丝由于设备简单且更加容易的获得纳米量级的纤维而受到更多人的研究，但是由于其自身存在的溶剂污染和纤维强度低的问题，工业化生产的过程中遇到一定的阻力。熔体静电纺丝虽然设备复杂一些，但是其不存在溶剂污染问题，并且纤维强度比较高，已经逐渐成为静电纺丝技术的主要研究方向，如公开号为：CN106283220A，公开日为：20170104的中国发明专利：一种热气流辅助双静电场静电纺丝装置，提出了一种在双电场和热气流的辅助下实现可控地制备高效率静电纺长纤维方法；授权公告号为：CN102839431B，授权公告日为：20141210的中国发明专利：熔体静电纺丝法批量生产纳米纤维装置及工艺，也提出了一种能够快速大规模制备超细纳米纤维的设备；授权公告号为：CN103215662B，授权公告日为：20150708的中国发明专利：一种间断式离心熔体静电纺丝装置，提出在电场力和离心力的共同作用下，实现了静电纺丝纤维的超细化，纺丝效率也得到进一步提升。

通过行业分析以及检索专利发现现有熔体静电纺丝技术进料方式大都都是以聚合物颗粒为原料，加热后变为流体，通过螺杆推进或者注射器挤压方式从喷头流出，但这些方式仍有以下缺点：1、颗粒母料熔化后流体内部极易产生大量气泡，容易使纺丝中断；2、待纺的聚合物需要长时间整体加热并且一直处于流体状态，极易使聚合物分子链断裂，影响纺丝纤维的物理特性；3、无法精确控制纺丝速率。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动给料式熔体静电纺丝装置，以解决上述现有技术存在的问题，使聚合物线材即熔即纺，避免气泡和分子链断裂，保障了聚合物的物理特性，提升了纺丝的效率和品质。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种自动给料式熔体静电纺丝装置，包括储料装置、送料装置、热融纺丝装置；

所述送料装置上方设置有进料口，所述储料装置设置于所述进料口上方，所述储料装置用于存放聚合物线材原料；

所述进料口的下方设置有齿轮和滚轮，所述聚合物线材原料夹在所述齿轮和滚轮的啮合面之间，所述齿轮能够驱动所述聚合物线材原料向下移动；

所述热融纺丝装置设置于所述齿轮和滚轮的啮合面的正下方，所述热融纺丝装置包括加热器、高压电源和收集盘，所述加热器的上部设有进料斗，所述加热器的下部设有锥形喷头，所述进料斗和所述锥形喷头连通所述收集盘设置于所述锥形喷头下方；所述聚合物线材原料能够通过所述进料斗进入所述加热器，并由所述锥形喷头射出；所述锥形喷头和所述收集盘均为金属材质，所述高压电源的正极与所述收集盘电连接，所述高压电源的负极与所述锥形喷头电连接并接地。

优选的，所述储料装置包括料盘架，所述聚合物线材原料成盘状设置于料轴上，所述料轴设置于所述料盘架上。

优选的，所述送料装置包括框架，所述进料口设置于所述框架的上方，所述滚轮与一支架的一端转动连接，所述支架的另一端与所述框架铰接，所述支架与所述框架之间设置有一弹簧。