連續靜電紡絲系統技術方案

本實用新型專利技術公開一種連續靜電紡絲系統，屬紡織工業領域。該系統包括：高壓靜電發生器與具有多個噴孔的平板噴絲頭電連接，接收電極板接地；所述平板噴絲頭與接地的所述接收電極板之間相對并保持一定距離設置；所述自動供液裝置與平板噴絲頭的進液口連接；所述纖維傳送裝置設置在所述平板噴絲頭與所述接收電極板之間，纖維傳送裝置上輸送的基布或纖維簾從所述平板噴絲頭與所述接收電極板之間的區域穿過。由于采用一具有多個噴孔的平板噴絲頭，可以克服采用多個針頭式噴頭存在的射流之間靜電的干擾，從而可形成均勻的噴射流來制備出直徑均勻的納米纖維，也可以避免噴頭的堵塞，且平板噴絲頭易于清洗。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及靜電紡絲領域，尤其涉及一種能夠制備納米或亞微米纖維的連續靜電紡絲系統。
技術介紹
靜電紡絲技術是一項制備納米或亞微米纖維的新技術。在靜電紡絲工藝過程中，將幾千乃至幾十萬伏的高壓靜電施加在紡絲噴頭上，于噴絲頭和接地的收集器間產生一個強大的電場力。如果該電場力的大小等于紡絲溶液或熔體的表面張力時，液滴或熔滴就懸掛在噴絲頭末端并處于平衡狀態；隨著電場力的增大，在噴絲頭末端呈半球狀的液滴或熔滴在電場力的作用下將被拉伸成圓錐狀，這就是Taylor錐；當電場力超過一個臨界值后，它將克服液滴的表面張力形成射流。射流在從噴絲頭末端向接收裝置運動的過程中，會發生加速現象，這就導致射流在電場中的拉伸，最終在接收裝置上形成納米纖維。由于靜電紡絲制備的納米纖維在生物醫藥、組織工程、過濾、隔熱、吸音、紡織、復合材料、個體防護以及軍事等諸多領域有著很好的應用前景，使得靜電紡絲這種可制備納米尺寸的技術成為了全球學者研究的熱點之一。目前，靜電紡絲技術已成為制取納米纖維最重要、最有效的方法。但是，由于缺乏適合工業化生產的靜電紡絲設備，無法大批量地生產靜電紡絲纖維材料，從而阻礙了工業化的生產和應用。一些研究者采用多噴頭紡絲裝置以便提高靜電紡絲效率，但由于噴頭之間靜電場的干擾、針孔堵塞、液滴、難于清理朝下的噴頭設計難以避免紡絲液來不及形成纖維而滴下來等問題，還不能高效率地穩定生產直徑均勻的納米纖維。因此，研制一種適合工業化生產的靜電紡絲設備成為靜電紡絲纖維材料推廣應用的關鍵。
技術實現思路
本專利技術可以解決現在技術存在的不足，提供一種可以連續靜電紡絲在紗線表面形成納米涂層的連續靜電紡絲系統及制備納米、亞微米精細纖維方法，可以制備直徑小且均勻，性能好的納米或亞微米精細纖維。實現本專利技術目的的技術方案具體如下本專利技術給出一種連續靜電紡絲系統，該系統包括高壓靜電發生器、自動供液裝置、平板噴絲頭、纖維傳送裝置和接收電極板；其中，所述高壓靜電發生器與具有多個噴孔的平板噴絲頭電連接，接收電極板接地；所述平板噴絲頭與接地的所述接收電極板之間相對并保持一定距離設置，所述平板噴絲頭的噴孔朝上設置，接地的所述接收電極板設置在所述平板噴絲頭的上方；所述自動供液裝置與平板噴絲頭的進液口連接；所述纖維傳送裝置設置在所述平板噴絲頭與所述接收電極板之間，纖維傳送裝置上輸送的基布或纖維簾從所述平板噴絲頭與所述接收電極板之間的區域穿過。此外，所述平板噴絲頭包括噴頭、噴頭蓋以及噴頭與噴頭蓋之間的密封圈和導流板；其中，所述噴頭為容器式結構，其底板上設有液腔，液腔上端設有開口，底板本體上設置與液腔內連通的所述多個噴孔；所述噴頭蓋設置覆蓋在所述噴頭液腔的開口上，所述噴頭蓋上設有進液口 ；所述噴頭蓋與所述噴頭的液腔開口之間的接觸處設置所述密封圈；所述導流板設置在所述噴頭的液腔內，導流板為設有多個導流孔的板式結構。此外，所述噴頭底板本體上設置的多個噴孔中，相鄰三個噴孔之間呈正三角形分布。此外，所述噴孔直徑為O. I 3毫米，相鄰噴孔的間距為I 50毫米。此外，所述系統還包括噴頭位置驅動裝置，與所述平板噴絲頭連接，驅動平板噴絲頭作直線往復運動。此外，所述噴頭位置驅動裝置包括控制裝置、驅動裝置和行程開關；其中，控制裝置分別與驅動裝置和行程開關電連接，能根據行程開關發出的信號控制驅動裝置；所述行程開關設置在所述平板噴絲頭安裝位的兩側；所述驅動裝置與所述平板噴絲頭連接，驅動平板噴絲頭進行直線往復運動。此外，所述高壓靜電發生器采用輸出電壓為5 100KV的直流高壓靜電發生器；所述纖維傳送裝置由進料滾筒裝置和出料滾筒裝置構成，所述進料滾筒裝置與出料滾筒裝置分設在所述平板噴絲頭與接收電極板之間區域的兩側。此外，所述自動供液裝置由計量泵和注射器連接而成，所述注射器的出液口與所述平板噴絲頭的進液口連接；所述自動供液裝置的流量控制范圍為O. 01 150mL/min。本專利技術的有益效果是由于未設置多個針頭式噴頭作為噴絲裝置，而是采用一具有多個噴孔的平板噴絲頭，可以克服射流之間靜電的干擾，從而形成均勻的噴射流來制備出直徑均勻的納米纖維，也可以避免傳統靜電紡絲設備的針頭在制備納米纖維的一些缺陷，如針孔堵塞、難清理、液滴、多個針孔間射流的相互排斥串擾、產率低等，設置的平板噴絲頭易于清洗；平板噴絲頭可以方便地拆卸和更換，可以根據所紡纖維的不同要求，通過改變平板噴絲頭上噴孔的數量、噴孔直徑等，來獲得高品質的納米纖維材料。附圖說明下面給出實施例描述中所需要使用的附圖。圖I為本專利技術實施例提供的系統結構示意圖；圖2為本專利技術實施例提供的系統的平板噴頭的結構示意圖；圖3為本專利技術實施例提供的系統的平板噴頭的剖面示意圖；圖4為本專利技術實施例提供的系統的平板噴頭的整體結構示意圖；圖5為本專利技術實施例提供的系統的平板噴頭的多個噴孔排列示意圖；圖6為本專利技術實施例提供的系統的纖維傳送裝置的進料滾筒裝置示意圖。圖中各標號對應的部件為1_計量泵；2_注射器；3_高壓靜電發生器；4_控制裝置；5_行程開關；6_平板噴絲頭的噴孔；7_平板噴絲頭；8_進料滾筒裝置；9_出料滾筒裝置；10_基布或纖維收集簾；11-接收電極板；71-噴頭；72_導流板；73_噴頭蓋；80-支架；81-滾筒；82-電動機；83_電動機調速裝置。具體實施方式下面結合具體實施例，進一步闡述本專利技術。應理解，這些實施例僅用于說明本專利技術而不用于限制本專利技術的范圍。此為應理解，在閱讀了本專利技術講授的內容之后，本領域技術人員可以對本專利技術做各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。本專利技術給出一種連續靜電紡絲系統，是一種不用針頭作為噴絲頭的連續靜電紡絲系統，如圖I所示，該系統包括高壓靜電發生器3、自動供液裝置、平板噴絲頭7、纖維傳送裝置和接收電極板11 ;其中，高壓靜電發生器3與具有多個噴孔的平板噴絲頭7電連接，高壓靜電發生器可采用輸出電壓為5 100KV的直流高壓靜電發生器，接收電極板11接地，接收電極板可采用鋁箔制成的平板式結構；平板噴絲頭7與接地的接收電極板11之間相對并保持一定距離設置，可使平板噴絲頭的多個噴孔朝上設置，接地的接收電極板11設置在所述平板噴絲頭7的上方，可實現平板噴絲頭向上噴射，使得平板噴絲頭內的紡絲溶液不會滴到電紡接收材料上使得纖維質量惡化；自動供液裝置與平板噴絲頭7的進液口連接；自動供液裝置由計量泵I和注射器2連接而成，所述注射器I的出液口與所述平板噴絲頭7的進液口連接。設置該自動供液裝置可以滿足連續自動輸液，保持精密穩定地輸液，自動供液裝置的流量控制范圍為O. 01 150mL/min，同時記錄并顯示流速、流量、工作時間等參數，為靜電紡絲連續化生產提供了保障，能使平板噴絲頭7內液體的液面保持理想的弧形，多根射流能同時不間斷地從弧形液面抽出。纖維傳送裝置設置在所述平板噴絲頭7與所述接收電極板11之間，纖維傳送裝置上輸送的基布或纖維簾從所述平板噴絲頭7與所述接收電極板11之間的區域穿過。纖維傳送裝置由進料滾筒裝置8和出料滾筒裝置9構成，進料滾筒裝置8與出料滾筒裝置9可分設在所述平板噴絲頭7與接收電極板11之間區域的兩側，從而從進料滾筒裝置8向出料滾筒裝置9輸送的基布或纖維簾從所述平板噴絲頭與所述接收電極板之間的區域穿過，可由本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種連續靜電紡絲系統，其特征在于，該系統包括：?高壓靜電發生器(3)、自動供液裝置、平板噴絲頭(7)、纖維傳送裝置和接收電極板(11)；其中，?所述高壓靜電發生器(3)與具有多個噴孔的平板噴絲頭(7)電連接，接收電極板(11)接地；?所述平板噴絲頭(7)與接地的所述接收電極板(11)之間相對并保持一定距離設置，所述平板噴絲頭(7)的噴孔朝上設置，所述接收電極板(11)設置在所述平板噴絲頭(7)的上方；?所述自動供液裝置與平板噴絲頭(7)的進液口連接；?所述纖維傳送裝置設置在所述平板噴絲頭(7)與所述接收電極板(11)之間，纖維傳送裝置上輸送的基布或纖維簾從所述平板噴絲頭(7)與所述接收電極板(11)之間的區域穿過。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊大祥，魏梧淞，
申請(專利權)人：湖南博弈飛裝備新材料研究所，
類型：實用新型
國別省市：