【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纺织，具体地说是一种环形往复无针式静电纺丝装置及其使用方法。
技术介绍
1、纳米纤维材料凭借独特的小孔径、高孔隙率、高比表面积、轻质等优点被广泛应用于能源、环境、医疗等领域。静电纺丝技术利用电场对高聚物溶液的作用使聚合物被拉伸成为纳米纤维，是被广泛应用于制取纳米纤维材料的方法。
2、实现连续批量化制备是纳米纤维材料产业化过程中的难题。传统的单针式静电纺丝装置制备纳米纤维的产量与效率较低，为了实现宏量制备纳米纤维，多个针头组合而成的多针式静电纺丝装置被研究出来。然而多针式装置虽然在一定程度上能提高纳米纤维产量，但是也遇到了针头堵塞和电场干扰等问题。
3、在此背景下，无针式静电纺丝装置成为研究人员关注的热点。无针式设计从源头彻底避免了喷头堵塞问题，并且不受针头数量限制，可以产生大量射流，使宏量纳米纤维快速堆积在接收装置上。当前有许多无针式静电纺丝装置被开发出来，中国专利202110355602.9公开了一种曲边碟形静电纺丝装置，曲边蝶形喷头进一步提升了纳米纤维的单位时间产量，但是这种类似容器的盛敛式设计喷头只有靠近金属边缘的溶液才产生射流，大量远离射流发生区域的纺丝溶液暴露在空气中，极易造成溶剂挥发，引起纺丝溶液参数变化。
4、中国专利202211076277.3公开了一种凸轮驱动线网型静电纺丝装置，该装置也能宏量制备纳米纤维材料，但是敞开的储液槽设计也使大量纺丝液大面积暴露在空气中，造成溶剂挥发，甚至产生固化，而且浸渍式设计，大范围的涂覆使许多纺丝溶液来不及被电场牵伸成纳米纤维，大
技术实现思路
1、为解决宏量制备纳米纤维过程中的溶剂挥发、溶液固化是尤为重要的问题，本专利技术提供一种环形往复无针式静电纺丝装置及其使用方法。
2、本专利技术一方面是通过下述技术方案来实现的：
3、一种环形往复无针式静电纺丝装置及其使用方法，包括环形喷头，所述环形喷头的下方设有与高压发生器连接的金属支架；所述环形喷头的一侧设有涂液悬臂，所述涂液悬臂通过第一电机绕该环形喷头转动；所述涂液悬臂靠近环形喷头的一端设有涂液喷头，所述涂液喷头朝向环形喷头的一面与环形喷头相适配。涂液悬臂往复运转使涂液喷头在环形喷头上表面做圆周运动，反复涂覆纺丝溶液，在高压静电作用下，环形喷头上能形成一圈环形射流，提高纳米纤维产量。涂液悬臂反复涂覆式设计，使纺丝溶液能以合适的速率铺展在环形喷头上，生产为纳米纤维，避免大量纺丝液长时间暴露产生固化。
4、本专利技术的进一步改进还有，上述涂液喷头间隔设置于环形喷头的上方。涂液喷头与环形喷头之间的合适距离有助于控制涂覆纺丝溶液的厚度。
5、本专利技术的进一步改进还有，上述环形喷头的纵截面为顶角在上的等腰锐角三角形；所述涂液喷头整体呈与环形喷头相配合的倒三角形。该设计使环形喷头顶部涂覆的纺丝溶液具有较大的液面曲率，从而能在电场力作用下产生更多的射流，进一步提升纳米纤维产量，达到宏量制备纳米纤维的效果。
6、本专利技术的进一步改进还有，上述第一电机设置于环形喷头的圆心处；所述涂液悬臂内部中空，且涂液悬臂内部设有导管，所述导管的一端与涂液喷头连通，另一端连接有供液装置。
7、本专利技术的进一步改进还有，上述涂液悬臂材质为聚四氟乙烯。该材质为绝缘体，能够保护输送过程的纺丝液不受电场影响。
8、本专利技术的进一步改进还有，上述环形喷头上方设有滚筒收集装置，所述滚筒收集装置通过第二电机控制滚筒收集装置的转速。
9、本专利技术的进一步改进还有，上述金属支架下方连接有能够控制金属支架沿滚筒收集装置轴心线方向横向移动和升降移动的移动平台。通过调节平台，可以控制环形喷头与接收装置之间达到合适的距离，以便制造出具有良好形貌特征的纳米纤维，调节平台左右横移可以使纳米纤维分布均匀，并使纳米纤维材料具有合适的宽度。
10、本专利技术另一方面是通过下述方案实现的：
11、一种环形往复无针式静电纺丝装置的使用方法，
12、s1：调节移动平台，使环形喷头与滚筒收集装置达到合适的工作距离；
13、s2：向供液装置内添加纺丝溶液；
14、s3：开启第二电机，设置适当的滚筒收集装置转速；
15、s4：开启第一电机，设置适当的涂液旋臂转速；
16、s5：调节移动平台并设定横移速率与横移距离范围；
17、s6：开启并设定供液装置的供液速率；
18、s7：开启高压发生器，调节电压至纺丝所需电压数值，涂液喷头涂覆纺丝溶液后，环形喷头顶部会产生一圈射流，经电场拉伸成纳米纤维后沉积在滚筒收集装置上；
19、s8：关机操作，首先关闭高压发生器，然后依次关闭供液装置、调节平台、第一电机及第二电机；
20、s9：获得纳米纤维材料。
21、从以上技术方案可以看出，本专利技术的有益效果是：可宏量制备纳米纤维材料，并有效防止因大量溶剂长时间暴露于空气中产生固化造成的纺丝不连续和纺丝液浪费问题。
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1.一种环形往复无针式静电纺丝装置，其特征在于，包括环形喷头(2)，环形喷头(2)的下方设有与高压发生器(8)连接的金属支架(9)；环形喷头(2)的一侧设有涂液悬臂，涂液悬臂通过第一电机(1)绕该环形喷头(2)转动；涂液悬臂靠近环形喷头(2)的一端设有涂液喷头，涂液喷头朝向环形喷头(2)的一面与环形喷头(2)相适配。
2.根据权利要求1所述的一种环形往复无针式静电纺丝装置，其特征在于，涂液喷头间隔设置于环形喷头(2)的上方。
3.根据权利要求2所述的一种环形往复无针式静电纺丝装置，其特征在于，环形喷头(2)的纵截面为顶角在上的等腰锐角三角形；涂液喷头整体呈与环形喷头(2)相配合的倒三角形。
4.根据权利要求3所述的一种环形往复无针式静电纺丝装置，其特征在于，第一电机(1)设置于环形喷头(2)的圆心处；涂液悬臂内部中空，且涂液悬臂内部设有导管(6)，导管(6)的一端与涂液喷头连通，另一端连接有供液装置(7)。
5.根据权利要求4所述的一种环形往复无针式静电纺丝装置，其特征在于，涂液悬臂材质为聚四氟乙烯。
6.根据权利要求1
7.根据权利要求6所述的一种环形往复无针式静电纺丝装置，其特征在于，金属支架(9)下方连接有能够控制金属支架(9)沿滚筒收集装置(4)轴心线方向横向移动和升降移动的移动平台。
8.一种根据权利要求7所述的环形往复无针式静电纺丝装置的使用方法，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种环形往复无针式静电纺丝装置，其特征在于，包括环形喷头(2)，环形喷头(2)的下方设有与高压发生器(8)连接的金属支架(9)；环形喷头(2)的一侧设有涂液悬臂，涂液悬臂通过第一电机(1)绕该环形喷头(2)转动；涂液悬臂靠近环形喷头(2)的一端设有涂液喷头，涂液喷头朝向环形喷头(2)的一面与环形喷头(2)相适配。
2.根据权利要求1所述的一种环形往复无针式静电纺丝装置，其特征在于，涂液喷头间隔设置于环形喷头(2)的上方。
3.根据权利要求2所述的一种环形往复无针式静电纺丝装置，其特征在于，环形喷头(2)的纵截面为顶角在上的等腰锐角三角形；涂液喷头整体呈与环形喷头(2)相配合的倒三角形。
4.根据权利要求3所述的一种环形往复无针式静电纺丝装置，其特征在于，第一电机(1)设置于...
【专利技术属性】
技术研发人员：张红霞，张艳红，王晓芸，宋海英，吕治家，张玉清，高延忠，
申请(专利权)人：魏桥纺织股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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