一种适用于静电纺丝合成中抑制颗粒沉降的装置及应用制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于静电纺丝合成中抑制颗粒沉降的装置及应用，设置针筒，于所述针筒的轴向侧设置旋转叶片，针筒内放置第一磁体；所述的旋转叶片的至少一个叶片上固设第二磁体；旋转叶片的倾斜角度为15～50

【技术实现步骤摘要】
一种适用于静电纺丝合成中抑制颗粒沉降的装置及应用


[0001]本专利技术涉及一种适用于静电纺丝合成中抑制颗粒沉降的装置及应用，该方法可有效抑制静电纺丝过程中反应溶液体系固相颗粒的沉降，提高反应溶液体系的均匀性，避免针头堵塞。

技术介绍

[0002]因为操作简单、成本低廉及过程连续等优点，静电纺丝方法已成为制备纤维材料的主要方法之一。静电纺丝法制备的复合纤维具有较大比表面积、较高孔隙率等特性，被广泛应用于传感器、光催化及生物医疗等领域。将铝粉与含能氧化剂通过静电纺丝技术引入到纤维基体中可以得到功能化的复合含能材料，即亚稳态分子间复合物(MIC)。在这些MIC材料中，各组分间紧密接触，有效缩短了分子间的反应距离，加快了含能材料的反应速率和传质传热进程，从而能够显著提高铝粉的燃烧分解速率、能量水平和释放效率。静电纺丝工艺作为一种简单且高度通用的技术，在Al基复合含能材料制备中体现出极大的潜在应用价值。然而，对于推进剂领域中常用的微米级铝粉，在静电纺丝过程中常因为微米铝粉的沉降作用，导致注射器针头产生堵塞现象，导致难以制备出基于微米铝粉的MIC材料。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种适用于静电纺丝合成中抑制颗粒沉降的装置及应用，该方法可有效抑制静电纺丝过程中反应溶液体系固相颗粒的沉降，提高反应溶液体系的均匀性，避免针头堵塞。
[0004]为实现上述技术任务，本专利技术采取以下技术方案予以实现：
[0005]一种适用于静电纺丝合成中抑制颗粒沉降的装置，设置针筒，于所述针筒的轴向侧设置旋转叶片，针筒内放置第一磁体；所述的旋转叶片的至少一个叶片上固设第二磁体；旋转叶片的倾斜角度为15～50
°
。
[0006]可选的，所述针筒的容积为2～20ml，内径为1～2cm；所述的旋转叶片的长度为1～7cm。
[0007]可选的，所述的第一磁体为磁球，磁球直径为3～8mm。
[0008]可选的，所述的第二磁体为磁柱；两个磁柱通过胶黏的方式相对固设在某一个叶片的两侧。
[0009]可选的，与所述的旋转叶片轴接设置电机，电机的转速为30～120r/min。
[0010]可选的，所述的旋转叶片与针筒外壁的距离为1～3cm。
[0011]本专利技术所述的适用于静电纺丝合成中抑制颗粒沉降的装置用于静电纺丝合成中抑制颗粒沉降的应用，所述的第一磁体在针筒内形成第一磁体运行轨迹，第一磁体运行轨迹为半螺纹式往复运动，其往复运动范围为1～10cm。
[0012]可选的，所述的第一磁体或多个第一磁体形成的团聚体外径小于针筒内径的70％。
[0013]可选的，电机驱动旋转叶片，旋转叶片带动第二磁体以第二磁体运行轨迹运动，通过磁力作用，以第二磁体带动针筒中的第一磁体运动，通过第一磁体与针筒内溶液体系的相互作用避免沉降。
[0014]可选的，所述的第二磁体运行轨迹为圆形。
[0015]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点与积极技术效果：
[0016](1)本专利技术的装置可以有效避免静电纺丝反应体系中固相颗粒沉降现象的发生，可以在静电纺丝工作期间有效维持反应体系的均匀性，高效的制备MIC材料。
[0017](2)本专利技术中，可通过调控螺旋叶片之间的夹角来控制针筒中磁球的运动轨迹，增加角度时可以驱动磁球在针筒内部左右运动，而减小角度时可以增加磁球在针筒内沿长度方形的运动范围，使磁球在针筒内做半螺纹式往复运动，与现有通过磁力驱动转子自转来实现搅拌的方法相比较，本专利技术中的可调式磁力驱动半螺纹式往复运动能够更有效的实现溶液搅拌的目的。
[0018](3)现有制备MIC的静电纺丝技术基本都是针对纳米尺度的Al粉等燃料，然而纳米Al粉因为固有的劣势如活性铝含量低，工艺性能不佳等，难以在短期内实现在推进剂中的应用。凭借本专利技术的技术优势，可以将静电纺丝制备MIC材料的对象扩展到微米级铝粉范围，大大增强了静电纺丝技术在推进剂燃料制备方面的应用前景。
附图说明
[0019]附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
[0020]图1为本专利技术的适用于静电纺丝合成中抑制颗粒沉降装置图；
[0021]图中各标号表示为：1
‑
针筒、2
‑
针头、3
‑
柱塞推杆、4
‑
第一磁体、5
‑
第一磁体运行轨迹、6
‑
电机、7
‑
旋转叶片、8
‑
第二磁体、9
‑
第二磁体运行轨迹；
[0022]图2为本专利技术装置在3μmAl粉静电纺丝制备中使用的效果图；
[0023]图3为本专利技术装置在13μmAl粉静电纺丝制备中使用的效果图；
[0024]图4为本专利技术装置在40μmAl粉静电纺丝制备中使用的效果图。
具体实施方式
[0025]以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
[0026]本专利技术设计了适用于静电纺丝合成中抑制颗粒沉降的装置，该装置是一种通过磁力驱动控制注射器中磁球产生半螺纹式往复运动，从而实现对反应溶液体系搅拌作用的装置。可以有效避免静电纺丝反应体系中固相颗粒沉降现象的发生，在静电纺丝工作期间有效维持反应体系的均匀性，高效的制备MIC材料。凭借本专利技术的技术优势，可以将静电纺丝制备MIC材料的对象扩展到微米级铝粉范围，大大增强了静电纺丝技术在推进剂燃料制备方面的应用前景。通过磁力驱动控制注射器中磁球产生半螺纹式往复运动，从而实现对反应溶液体系搅拌作用的装置，该装置主要部件包括：。
[0027]结合图1，具体的，针筒1作为容器，注满反应溶液体系，针头2与针筒1连接，用于形成泰勒锥，第一磁体4(比如磁球)作为搅拌转子放置于针筒1内部，电机6轴接旋转叶片7，由
电机6驱动旋转叶片7旋转，旋转叶片7的至少一个叶片上固设第二磁体8；旋转叶片7的倾斜角度为15～50
°
，第二磁体8的设置方式可以为两颗柱状磁铁固定在旋转叶片的其中一个叶片上，由电机6驱动从而使磁铁做圆形运动，带有第二磁体8和旋转叶片7的电机6作为整体固定于升降平台表面，由升降平台控制磁铁的垂直高度，使之靠近针筒1的中间位置，间隔大约2cm，使得磁铁与磁球产生空间间隔但形成有效磁力作用。针筒1容积为2～15ml，内径为1～2cm；第一磁体4为磁球，直径为3～8mm。电机6转速为30～120r/min，旋转叶片7的长度为1～5cm，各叶片之间呈一定角度，角度范围15～50
°
。
[0028]本专利技术还公开了该静电纺丝合成中抑制颗粒沉降装置的应用，该装置的具体方案为：
[0029]将电机6固定在支撑架上，支撑架底座具备一定重量起到固定作用，不会因为磁力作用使之倾斜，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于静电纺丝合成中抑制颗粒沉降的装置，其特征在于，设置针筒(1)，于所述针筒(1)的轴向侧设置旋转叶片(7)，针筒(1)内放置第一磁体(4)；所述的旋转叶片(7)的至少一个叶片上固设第二磁体(8)；旋转叶片(7)的倾斜角度为15～50
°
。2.根据权利要求1所述的适用于静电纺丝合成中抑制颗粒沉降的装置，其特征在于，所述针筒(1)的容积为2～20ml，内径为1～2cm；所述的旋转叶片(7)的长度为1～7cm。3.根据权利要求1或2所述的适用于静电纺丝合成中抑制颗粒沉降的装置，其特征在于，所述的第一磁体(4)为磁球，磁球直径为3～8mm。4.根据权利要求1或2所述的适用于静电纺丝合成中抑制颗粒沉降的装置，其特征在于，所述的第二磁体(8)为磁柱；两个磁柱通过胶黏的方式相对固设在某一个叶片的两侧。5.根据权利要求1或2所述的适用于静电纺丝合成中抑制颗粒沉降的装置，其特征在于，与所述的旋转叶片(7)轴接设置电机(6)，电机(6)的转速为30～120r/...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋周峰，赵凤起，许毅，姜一帆，刘鹤欣，秦钊，廉鹏，
申请(专利权)人：西安近代化学研究所，
类型：发明
国别省市：