本發(fā)明專利技術一種微量物料的靜電紡絲裝置，可以對微量物料進行靜電紡絲，屬于靜電紡絲領域，包括高壓電極、絕緣升降裝置、靜電發(fā)生器、支架、微量物料供給裝置、接收平臺、電極固定裝置、接收平臺托架運動系統(tǒng)。高壓電極與靜電發(fā)生器的正極連接，安裝固定在絕緣升降裝置上；高壓電極及接收平臺在支架左端及上端同時安置，滿足向左、向上、向下三個方向的紡絲；接收平臺通過接收平臺托架運動系統(tǒng)的運動傳遞實現(xiàn)XYZ三個坐標方向的運動；料勺在高壓電極正上方，安裝在微量物料供給裝置端部，微量物料供給裝置安裝在支架的右端中間部位。本發(fā)明專利技術可以實現(xiàn)微量物料不同方向的紡絲。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及ー種微量物料的靜電紡絲裝置，屬于靜電紡絲領域。
技術介紹
靜電紡絲裝置是ー種利用靜電カ生產(chǎn)超細纖維的裝置，簡單來說，一臺最基本的靜電紡絲裝置應該由直流高壓電源、物料供給裝置、噴頭和接收裝置幾個部分構成。直流高壓源提供使聚合物得到射流所需的高壓電場，一般紡絲噴頭接高壓電正極，接收板接負極，并且接收板與針頭保持一段距離。物料供 給裝置中的聚合物溶液或熔體從紡絲噴頭中流出，由于表面張カ作用形成球狀液滴，隨著電場增加，液滴表面積聚電荷，液滴受靜電カ拉伸達到臨界時形成錐形結構，亦即Taylor錐。當靜電カ大于表面張力，射流就會從Taylor錐的尖端激發(fā)出來，在空氣中急速振蕩和鞭動，不斷拉伸細化，同時因溶劑揮發(fā)或熔體熱量散失而使射流固化，最終沉降在接收裝置上，得到納米或微米級超細纖維。隨著靜電紡絲裝置的快速發(fā)展，紡絲射流越來越均勻，紡絲纖維越來越細。但是，針對一般實驗用小于0. I克的微量物料，傳統(tǒng)紡絲裝置因需要物料較多存在無法紡絲的問題；如果把傳統(tǒng)裝置微型化又會存在加工難度大和成本高的問題。所以針對微量物料設計出可制備超細纖維的靜電紡絲裝置就成為必要。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術提出了ー種微量物料的靜電紡絲裝置，以實現(xiàn)對于微量物料的紡絲，通過料勺的上下轉動以及電極和接收平臺的對應安置，可以進行向左、向上、向下三個方向的紡絲，從而得到所需纖維，解決了傳統(tǒng)靜電紡絲裝置對于微量物料不能紡絲而制備不了超細纖維的問題。本專利技術ー種微量物料的靜電紡絲裝置，包括高壓電極、絕緣升降裝置、靜電發(fā)生器、支架、微量物料供給裝置、接收平臺、電極固定裝置、接收平臺托架運動系統(tǒng)。高壓電極與靜電發(fā)生器的輸出正極連接，固定安裝在絕緣升降裝置上，微量物料供給裝置在高壓電極正上方；在微量物料供給裝置和高壓電極之間安置接收平臺，接收平臺是固定在接收平臺托架運動系統(tǒng)上的延伸絕緣結構；其中微量物料供給裝置安裝在支架的右端中間部位，其主要包括保溫套、加熱裝置、料勺基座、基座連接螺栓螺母、溫度傳感器、料勺連接螺栓螺母、料勺等，通過加熱裝置將料勺基座及與其貼合的料勺加熱，通過溫度傳感器結合溫控裝置控制溫度，當料勺中的微量物料熔融并形成熔滴，在電場力作用下逐漸拉成細絲，由接收平臺接收超細纖維。其中高壓電極及接收平臺在支架左端及上端同時安置，滿足向左、向上、向下三個方向的紡絲要求。其中高壓電極可在絕緣升降裝置的帶動下上下運動實現(xiàn)電極間距的調整，高壓電極可以是不同形狀金屬板、網(wǎng)或者尖端電極，以實現(xiàn)對紡絲電場的改變，高壓電極可以安裝在支架的左中部位和上中部位，以實現(xiàn)向左、向上、向下三個方向的紡絲。接收平臺是從接收平臺托架運動系統(tǒng)固定延伸出的絕緣板，可通過接收平臺托架運動系統(tǒng)的運動傳遞實現(xiàn)XYZ三個坐標方向的運動，實現(xiàn)超細纖維的可控接收，接收平臺由絕緣物質做成。微量物料供給裝置中料勺為淺的圓底腔體，料勺底端開有導流槽，沿槽末端為導流針，兩者貫通實現(xiàn)導流，料勺采用螺栓連接在微量物料供給裝置的端部，松動螺母可使料勺實現(xiàn)上下轉動，通過不同的角度，使得料勺導流針處于不同傾角位置實現(xiàn)不同方向的紡絲。微量物料供給裝置中的加熱裝置可以采用電加熱圈加熱，也可以采用油溫間接加熱；溫度測量可以采用熱電偶，也可以采用紅外溫度傳感器。微量紡絲材料可以為顆粒狀或粉末狀聚合物，也可以是聚合物溶液。當紡絲介質為聚合物溶液時，加熱器可以不工作；當紡絲介質為顆粒狀或粉末狀的聚合物時，加熱器工作。本專利技術通過獨特的料勺結構，不但可以實現(xiàn)微量物料的承載，其導流槽-針結構可以在豎直向上紡絲中輕易克服重力及表面張力，然后在電場力作用下獲得更小的泰勒錐，達到獲得微量紡絲和紡得超細絲的雙重目的，使微量物料紡絲制備維納平面或三維拓撲結構成為可能。附圖說明 圖I是本專利技術ー種微量物料的靜電紡絲裝置的示意圖。圖2是本專利技術微量物料供給裝置的俯視示意圖。圖3是本專利技術料勺的主視圖和俯視圖。圖中1.高壓電扱，2.絕緣升降裝置，3.靜電發(fā)生器，4.支架，5.微量物料供給裝置，5-1.保溫套，5-2.加熱裝置，5-3.料勺基座，5-4.連接螺栓螺母，5-5.溫度傳感器，5-6.料勺連接螺栓螺母，5-7.料勺，5-7-1.料勺連接孔，5-7-2.料勺物料容腔，5_7_3.料勺導流槽-針，6.接收平臺，7.電極固定裝置，8.制品，9.接收平臺托架運動系統(tǒng)。具體實施例方式如圖I所示，ー種微量物料的靜電紡絲裝置，主要由高壓電極1，絕緣升降裝置2，靜電發(fā)生器3，支架4，微量物料供給裝置5，接收平臺6，電極固定裝置7，制品8，接收平臺托架運動系統(tǒng)9組成。高壓電極I與靜電發(fā)生器3的正極連接，絕緣升降裝置2在電極固定裝置7上，可以上下旋轉以調節(jié)高壓電極I間距；微量物料供給裝置5在高壓電極I正上方，在微量物料供給裝置5和高壓電極I之間安置接收平臺6，接收平臺6是固定在接收平臺托架運動系統(tǒng)上的延伸絕緣薄壁平板結構，在接收平臺托架運動系統(tǒng)9帶動下可以實現(xiàn)XYZ三個坐標方向的運動；料勺5-7接地，料勺5-7在高壓電極I正上方，料勺5-7安裝在微量物料供給裝置5中，由料勺連接螺栓螺母5-6連接，微量物料供給裝置5安裝在支架4的右端中間部位，主要包括保溫套5-1、加熱裝置5-2、料勺基座5-3、連接螺栓螺母5-4、溫度傳感器5-5、料勺連接螺栓螺母5-6、料勺5-7，加熱裝置5-2和料勺基座5_3采用間隙配合，可以自由安裝和拆卸，溫度傳感器5-5安裝在料勺基座5-3上，用以測量溫度，從而結合控溫系統(tǒng)控制好物料的紡絲溫度。將物料放在料勺5-7，由加熱裝置5-2加熱料勺基座5-3并將溫度傳遞到料勺5-7，當達到物料的熔融溫度時，物料熔融，并沿著導流槽-針5-7-3流動，在電場力作用下，從導流槽-針5-7-3末端噴出帶電紡絲介質噴射流，并沿著電場方向的路徑飛向高壓電極1，由于接收平臺6的阻隔，噴射流就會堆積在接收平臺6上，得到制品8，完成一次完整的紡絲過程。另外，接收平臺6和電極固定裝置7分別安裝在三個位置，來實現(xiàn)不同方向的紡絲，同時料勺5-7在料勺連接螺栓螺母5-6的作用下，實現(xiàn)上下轉動從而調節(jié)導流槽-針5-7-3的方向，用于配合接收平臺6和電極固定裝置7的不同安裝位置，最終實現(xiàn)不同方向的紡絲。下面結合具體實施例對本專利技術作進ー步的詳細闡述。圖I中料勺5-7的內徑為5_，勺深I. 5_，導流槽-針5-7-3中槽部可以采用旋轉切除加工，針部采用絲焊。槽部直徑5mm,旋轉角度為10° ,頂端寬度0. Imm,針部長0. 2mm,保證液流導流到頂端,料勺5_7末端與高壓電極I的距離為15cm，紡絲介質為顆粒狀聚丙烯，料勺基座5-3設定溫度為250°C。首先把料勺基座5-3加熱到設 定溫度，讓物料熔融，等到料勺5-7末端形成熔體液滴吋，打開靜電發(fā)生器3電源，慢慢調節(jié)高壓電極I的電壓直到料勺5-7末端產(chǎn)生熔體噴射流，打開接收平臺托架運動系統(tǒng)9，帶動接收平臺6運動，接收所紡出的纖維，最終生產(chǎn)出所需制品8。將高壓電極I按照電極固定裝置7的位置安裝好，將料勺5-7調節(jié)為豎直向上進行豎直紡絲，最終得到小于I U m的超細纖維。權利要求1.ー種微量物料的靜電紡絲裝置，其特征在于該裝置包括高壓電極、絕緣升降裝置、靜電發(fā)生器、支架、微量物料供給裝置、接收平臺、電極固定裝置、接收本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
一種微量物料的靜電紡絲裝置，其特征在于該裝置包括高壓電極、絕緣升降裝置、靜電發(fā)生器、支架、微量物料供給裝置、接收平臺、電極固定裝置、接收平臺托架運動系統(tǒng)；高壓電極與靜電發(fā)生器的正極連接，固定安裝在絕緣升降裝置上，微量物料供給裝置在高壓電極正上方；在微量物料供給裝置和高壓電極之間安置接收平臺；微量物料供給裝置安裝在支架的右端中間部位，主要包括保溫套、加熱棒、料勺基座、連接螺栓螺母、溫度傳感器、料勺連接螺栓螺母、料勺；高壓電極及接收平臺也在支架左端及上端同時安置；微量物料供給裝置中料勺為淺的圓底腔體，料勺底端開有導流槽，沿槽末端為導流針，兩者貫通，料勺采用螺栓連接在微量物料供給裝置的端部。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：劉勇，劉兆香，李好義，楊衛(wèi)民，
申請(專利權)人：北京化工大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。