[实用新型]一种连续生产纳米纤维膜的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种连续生产纳米纤维膜的装置，采用该装置能将高分子溶液用静电纺丝法连续制成纳米纤维膜。

技术背景

在专利申请号为200480056915和WO2005073441中，成功地描述了一种连续静电纺丝制膜装置。但是这些方案中缺乏对收卷装置的描述。本实用新型为了克服上述缺点，提供一种带有薄膜收卷装置的连续生产纳米纤维膜的装置。

发明的内容

本发明的目的是通过本实用新型提供一种静电纺丝制膜装置，一种能连续生产纳米纤维膜工业化装置。该装置包括直流高压电源、供液系统、喷头组、接丝系统、收卷系统。直流高压电源是一个电压可调范围为0-35000伏的高压发生器；供液系统由蠕动泵和耐有机溶剂的胶管组成；喷头组4由若干针头组成；接丝系统是一个直径为400-600mm长为800-1500mm的圆筒，称之为接丝辊1并与一调速电机相连；收卷系统由两部分组成：其一是靠近接丝辊1的揭膜兼导向辊2，辊2是直径为100-200mm表面包有一层橡胶的圆筒，长度与接丝辊匹配，2与1的距离可由装在2上的气动元件调节；另一部分是收卷辊3，3与2的距离由装在3上的气动元件调节。

附图说明

附图中示意地显示了本发明装置的横截面图。图中标1为接丝辊；2为揭膜兼导向辊3为收卷辊；4为喷头组。

具体实施方式

采用本实用新型提供的连续生产纳米纤维膜工业化装置，以适当的高分子溶液制备纳米纤维膜。其过程是用供液泵将高分子溶液也称电纺液送向喷头组4，再由喷头流出。当喷头与接丝辊1之间形成高电场时，电纺液在喷头顶端形成泰勒锥体。由于电场的作用，液流分裂成若干细流，流向接丝辊。同时溶剂挥发高分子固化成纤维，在接丝辊上成膜。控制接丝辊转速，使接受的膜达到需要的厚度。将膜从接丝辊上剥离，绕过导向辊2达到收卷辊3。同时将辊2紧靠接丝辊1，由于两辊间的摩擦，使2与1线速度相同而方向相反转动。同时也将辊3紧靠2，由于两辊间的摩擦，使3与2线速度相同而方向相反转动，将膜收卷。辊2不断地将膜从辊1剥离，传送给辊3，形成连续生产。当收卷的膜达到一定数量时，调节气动元件使辊3与辊2离开，换上新的收卷辊，再紧靠辊2继续收卷。

实例

以3F公司牌号904的聚偏氟乙烯(PVDF)为电纺材料，以二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂，丙酮为调节剂。以DMF和丙酮为混和溶剂，配制PVDF含量为8-10％的电纺液。采用本实用新型提供的制膜装置，进行制备纳米纤维膜。将电纺液用泵输送至喷头组4，经过喷头流出，在电场作用下进行静电纺丝制膜。直流高压电源的高压端与喷头组4相连，另一端接地，同时接丝辊1也与地端相连。调节高压输出在20000～35000伏，喷头与接丝辊间距为180mm左右，电纺温度控制在30～40℃。得到直径在40～1000nm的纤维，在接丝辊1上形成非织造布，称为纳米纤维膜。调节收卷辊的转速，可以得到10～100μm不同厚度的纳米纤维膜。将膜从接丝辊上剥离，绕过导向辊2达到收卷辊3。膜从接丝辊上不断地剥离，连续收卷在收卷辊上。

工业实用性

本实用新型提供的连续生产纳米纤维膜的装置，适合于连续生产各种类型的纳米纤维膜。可连续生产厚度从10-100μm，尤其是生产20μm以下的膜，该装置克服了一般装置在剥离和收卷上的困难。纳米纤维膜可用于锂电池隔膜、燃料电池隔膜、水处理膜、防护用品等。