一种蘸液式静电纺丝装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种蘸液式静电纺丝装置，主要包括带轮、红外加热箱、纱网、储液槽、恒温腔、挤出机、加热器、直流高压静电发生器、蘸液辊子、电极板、气流通道、收卷网带、收卷辊子和红外加热管。恒温腔包在储液槽外环，可对储液槽液体进行恒温加热。带轮转动可带动纱网向前输送，辊子蘸液后可均匀将纺丝液体涂覆在纱网上，纱网上形成均匀的液滴，气流辅助进一步细化纤维。本实用新型专利技术一种蘸液式静电纺丝装置，结构简单，操作简便，可通过调节辊子表面凸起形状控制纤维的形貌和数量，提高纳米纤维生产的可控性和生产效率，并且可形成均匀射流，纺丝电压较低，可用于高效批量化地制备蓬松的纳米纤维，纤维的产量可进一步提高。

A dipping electrospinning device

The utility model discloses a dip-in electrostatic spinning device, which mainly comprises a pulley, an infrared heating box, a yarn mesh, a liquid storage tank, a constant temperature chamber, an extruder, a heater, a DC high-voltage electrostatic generator, a dip-in roll, an electrode plate, an air passage, a winding mesh belt, a winding roll and an infrared heating tube. The constant temperature chamber is wrapped in the outer ring of the liquid storage tank, and the liquid in the storage tank can be heated at constant temperature. Rotation of the pulley can drive the yarn mesh forward. After dipping the rollers, the spinning liquid can be evenly coated on the yarn mesh, forming uniform droplets on the yarn mesh, and the air flow can help further refine the fibers. The utility model relates to a dip-in electrostatic spinning device, which has simple structure and simple operation. The shape and quantity of the fibers can be controlled by adjusting the bulge shape of the roll surface, and the controllability and production efficiency of nanofibers production can be improved. The uniform jet can be formed, the spinning voltage is low, and the device can be used for efficient batch production of fluffy fibers. The yield of nanofibers can be further improved.

【技术实现步骤摘要】
一种蘸液式静电纺丝装置
本专利技术涉及静电纺丝
，特别是涉及一种蘸液式的静电纺丝装置。
技术介绍
近年来，随着纳米技术的不断升温，静电纺丝已成为制备纳米纤维的重要方法而备受关注，并不断得到深入研究和大力发展。静电纺丝应用广泛，不断深入应用于各行各业。静电纺丝纳米纤维具有直径小、比表积大、形貌可控等诸多优势，在空气过滤、生物材料、传感器等领域获得了广泛应用。但是，传统的静电纺丝装置一般是产量只有0.1～1g/h的单射流纺丝，效率非常低，难以适应静电纺丝技术产业化的需要。因此，改变纺丝喷射结构实现多射流喷射是目前静电纺丝技术批量生产研究的重点。无针静电纺丝以效率高成为静电纺丝装置研究的一个热点，中国专利CN102660785A公开了一种气泡式无针静电纺丝装置，但是溶液槽内液体表面自组织形成泰勒锥和射流不均匀，且需要的电压很高。CN103668487A利用微孔喷嘴阵列的方式，避免多喷头之间的电场干扰，可批量生产纳米纤维，但装置较庞大，结构复杂，微孔易堵塞且清洗困难。因此，设计一种易于清洗，形成可控均匀的射流，结构简便的装置，并能实现高效批量的生产纳米纤维尤为重要。
技术实现思路
本专利技术一种蘸纺式静电纺丝装置，目的是通过蘸取液体均匀涂覆于纱网上，提供一种能避免自组织形成不均匀射流，纺丝电压高的缺点。可用于高效批量化制备蓬松的纳米纤维。本专利技术采用的技术方案是：一种蘸纺式静电纺丝装置，主要包括带轮、红外加热箱、纱网、储液槽、恒温腔、挤出机、加热器、直流高压静电发生器、蘸液辊子、电极板、气流通道、收卷网带、收卷辊子和红外加热管。挤出机与储液槽相连，储液槽外套着一个恒温腔，恒温腔采用油浴加热。带轮和蘸液辊子啮合，纱网经过蘸液辊子时，辊子上蘸的纺丝液体被均匀蘸在纱网上，形成均布的液滴，纱网随着带轮的转动向前匀速输送，纱网上的液滴在电场力和辅助气流同时作用下，被拉伸成长纤维，沉积并收集在收卷网带上。蘸液辊子表面上均布点状且富有弹性的绝缘凸起，红外加热装箱放在上下两层纱网中间，气流通道在电极板内，恒温腔包在储液槽外部，对储液槽液体恒温加热。通过调节带轮和蘸液辊子的速度可以控制蘸液的频率，进而控制纤维直径、纤维产率等。所述蘸液辊子为富有弹性的非导电塑胶材质，表面上均布点状凸起。凸起上蘸的纺丝熔体能均匀的传递到纱网上，使纱网上形成的射流和泰勒锥均匀分布，从而得到直径较均匀的纤维。所述恒温腔为塑料等绝缘材质，尺寸比储液槽略大，能刚好套在储液槽外部，厚度2-5mm，腔内充满硅油，或沸点高于200℃的工业加热用油，使纺丝熔体能被完全熔融。也可根据不同的纺丝材料进行选取不同沸点的加热用油。所述纱网为金属网带，或采用弹性塑胶，帘布等可产生微量形变，并能在短时间内恢复弹性的材料。使蘸液辊子传递纺丝液体均布到纱网上后，能在短时间内恢复原形，有利于进行连续纺丝。所述电极板为金属导电材质，尺寸略小于纱网的尺寸，内嵌气流通道，从侧面进气，从下方出气，可接入辅助气流，对纺丝纤维进行引导性收集。所述红外加热箱侧面材质为易透过红外光线的有机玻璃，箱内放置一排红外加热管4-12个，便于对纱网以及蘸的纺丝液体进行充分加热保温，放置纺丝液体在纱网上固化。本专利技术与现有的技术相比具有如下优点：恒温腔包在储液槽外环，可对储液槽液体进行恒温加热。带轮转动可带动纱网向前输送，辊子蘸液后可均匀将纺丝液体涂覆在纱网上，纱网上形成均匀的液滴，气流辅助进一步细化纤维。结构简单，操作简便，可通过调节辊子表面凸起形状控制纤维的形貌和数量，提高纳米纤维生产的可控性和生产效率。该蘸液式无针静电纺丝装置可形成均匀射流，纺丝电压较低。可用于高效批量化制备蓬松的纳米纤维，进一步提高纤维的产量。附图说明图1是本专利技术一种蘸纺式静电纺丝装置的示意图。图2是本专利技术一种蘸纺式静电纺丝装置的蘸液辊子截面的示意图。图3是本专利技术一种蘸纺式静电纺丝装置电极板内气流通道的示意图。图中：1-带轮，2-红外加热箱，3-纱网，4-储液槽，5-恒温腔，6-挤出机，7-加热器，8-直流高压静电发生器，9-蘸液辊子，10-电极板，11-气流通道，12-收卷网带，13-收卷辊子，14-红外加热管，15-凸起。具体实施方式本专利技术一种蘸液式静电纺丝装置，装置示意图如图1所示，主要包括带轮1、红外加热箱2、纱网3、储液槽4、恒温腔5、挤出机6、加热器7、直流高压静电发生器8、蘸液辊子9、电极板10、气流通道11、收卷网带12、收卷辊子13和红外加热管14。挤出机6与储液槽4相连，储液槽4外套着一个恒温腔5，恒温腔5采用油浴加热。带轮1和蘸液辊子9啮合，纱网3经过带轮1和蘸液辊子9时，辊子蘸上的纺丝熔体被均匀蘸在纱网3上，形成均布的液滴，纱网3随着带轮1的转动向前匀速输送，纱网3上的液滴在直流高压静电发生器8的高压静电场的作用下，被拉伸成长纤维，气流通道11可接入辅助气流，电极板10下方形成负压，纤维被有序地吸向电极板10中间的空槽，且被进一步细化，沉积并收集在收卷网带12上。蘸液辊子9表面上均布富有弹性的绝缘凸起15，如图2所示，红外加热箱2放在带轮1和纱网2中间，箱内固定一排红外加热管16，气流通道11在电极板10内，恒温腔5包在储液槽4外环，对储液槽4内的纺丝液体恒温加热。本专利技术一种蘸液式静电纺丝装置工艺步骤：对挤出机6进行加热，达到设定温度后，对挤出机6供料，当出料一定且均匀后，启动带轮1和蘸液辊子9转动，并开启加热器7和红外加热管14对保温腔5和纱网3上的纺丝熔体进行保温。当纱网3经过蘸液辊子9蘸上纺丝熔体后开始向前匀速输送，收卷辊子13表面凸起如，此时开启直流高压静电发生器9，开始纺丝，辅助气流通过气流通道11在电极板10下方形成负压带动纤维有序往下方收集，如图3所示，并沉积在收卷网带12上。通过调节带轮1和蘸液辊子9的速度，以及辅助气流的速度，便可得到需要的纳米纤维产品。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蘸液式静电纺丝装置，其特征在于：主要包括带轮、红外加热箱、纱网、储液槽、恒温腔、挤出机、加热器、直流高压静电发生器、蘸液辊子、电极板、气流通道、收卷网带、收卷辊子和红外加热管，挤出机与储液槽相连，储液槽外套着一个恒温腔，恒温腔采用油浴加热；带轮和蘸液辊子啮合，纱网经过蘸液辊子时，辊子上蘸的纺丝液体被均匀蘸在纱网上，形成均布的液滴，纱网随着带轮的转动向前匀速输送，纱网上的液滴在电场力和辅助气流同时作用下，被拉伸成长纤维，沉积并收集在收卷网带上；蘸液辊子表面上均布点状且富有弹性的绝缘凸起，红外加热装箱放在上下两层纱网中间，气流通道在电极板内，恒温腔包在储液槽外部，对储液槽液体恒温加热；通过调节带轮和蘸液辊子的速度可以控制蘸液的频率。

【技术特征摘要】
1.一种蘸液式静电纺丝装置，其特征在于：主要包括带轮、红外加热箱、纱网、储液槽、恒温腔、挤出机、加热器、直流高压静电发生器、蘸液辊子、电极板、气流通道、收卷网带、收卷辊子和红外加热管，挤出机与储液槽相连，储液槽外套着一个恒温腔，恒温腔采用油浴加热；带轮和蘸液辊子啮合，纱网经过蘸液辊子时，辊子上蘸的纺丝液体被均匀蘸在纱网上，形成均布的液滴，纱网随着带轮的转动向前匀速输送，纱网上的液滴在电场力和辅助气流同时作用下，被拉伸成长纤维，沉积并收集在收卷网带上；蘸液辊子表面上均布点状且富有弹性的绝缘凸起，红外加热装箱放在上下两层纱网中间，气流通道在电极板内，恒温腔包在储液槽外部，对储液槽液体恒温加热；通过调节带轮和蘸液辊子的速度可以控制蘸液的频率。2.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张有忱，陈晓青，李好义，陈明军，丁玉梅，杨卫民，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：新型
国别省市：北京,11