[实用新型]一种托盘式带有实时图像显示功能的静电纺丝仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种静电纺丝仪，具体说涉及一种托盘式且带有CCD摄像头的能实时传输图像的静电纺丝仪，属于纺织机械领域，特别适合于纺制各种纳米级纤维。

背景技术

电静电纺丝是一种利用聚合物溶液或熔体在强电场作用下形成喷射流进行纺丝加工的工艺。在电纺丝过程中,喷射装置中装满了充电的聚合物溶液或熔融液，在外加电场作用下,受表面张力作用而保持在喷嘴处的高分子液滴,在电场诱导下表面聚集电荷,受到一个与表面张力方向相反的电场力。

当电场逐渐增强时,喷嘴处的液滴由球状被拉长为锥状,形成所谓的“泰勒锥”。而当电场强度增加至一个临界值时,电场力就会克服液体的表面张力,从“泰勒锥”中喷出。喷射流在高电场的作用下被迅速拉细,溶剂也迅速挥发,最终形成直径在nm级的纤维,并以随机的方式散落在收集装置上,形成无纺布。

现有的电纺丝装置主要由以下4 部分组成:(1) 高压电源:用以提供喷射装置与收集装置间的强电场,一般采用最大输出电压在30-100 kV的直流高压静电发生器，在这种强电场的作用下，溶液细流的速度一般可达到数十米每秒。(2) 溶液储存装置:可以使用注射器或储液管等,其中装满聚合物溶液或熔融液,并插入一个金属电极。该电极与高压电源相连,使液体带电。采用注射器做溶液储存装置时,可直接将高压电源与注射器的金属针头相连,无需另外插入电极。(3) 喷射装置:喷射装置为内径0.15-2 mm 的毛细管或注射器针头。在未通电时,液体应能够充满喷嘴但又不至于滴落,这点可以利用液体的自重来实现;也可以采用在溶液储存装置中安装空气泵调节液体静压力,或者利用数控机械装置缓慢推动注射器的方法。后两种方式还可在纺丝过程中对液体流速进行控制。(4) 收集装置:一般是金属平板或网格。收集装置接地,这样由于喷嘴和收集装置间的电势差异,在两者之间形成高电场。福建师范大学李敏等公开了一种“静电纺丝仪”（申请号：200610125960.6，授权公告号：CN100457985C）。该静电纺丝仪主要包括高压电源系统、供料系统、喷射高度调节系统、可更换可控制转速的收集器系统。高压电源系统由高压直流静电发生器、正极、负极构成。其中阳极与喷射头外壁通过弹簧夹片与正电极相连，负极与收集器导电体部分相连接。供料系统包括固定于升降杆上由绝缘材料制成的杯托、嵌合于杯托中的储液杯、与储液杯相连的微量注射泵构成。储液杯的下端口接有喷射头，为中空的金属体。喷射高度调节系统中设有一组的涡轮蜗杆系，蜗杆的两端分别由轴承固定，垂直安装在蜗杆槽中，高的一端设有转动转盘。涡轮与储液杯升降杆为一整体，一端用于固定储液杯，另一端设有与蜗杆相齿合的涡轮，其侧面设计成实体梯形状的滑动体，可在蜗杆槽侧边的梯形槽中上下滑动。顺时针或逆时针转动转盘可直接带动蜗杆作顺时针或逆时针转动，进而间接带动涡轮梯形槽中作上下滑动，达到调节储液杯升降杆的升降、控制储液杯中喷射口与收集器的距离的目的。可更换的收集系统，由步进电机、联轴器、旋转轴心、绝缘垫圈、固定螺母、收集器构成。步进电机转轴通过联轴器与由两个轴承固定的旋转轴连接，通电后的步进电机能够直接等速带动旋转轴转动。收集器中设有安装孔，能以套入加螺母锁紧的方式安装于旋转轴的轴心上。收集器有金属平板状、网格状和圆管状三类，每一类又有不同的规格，可根据需要制备的材料形状任意更换。当所用的收集器是圆管状收集器时，设有多级转速的步进电机带动圆管状收集器转动。当所用的收集器是平板状或网格状收集器时，不启动步进电机。收集器可用不锈钢棒或以不锈钢棒为内芯、外层为聚四氟乙烯第制成。

与之前技术相比，该发明的优点在于：1、设备定型，避免了使用人必须自行加工与拼装的不足；2、使用方便，重要的参数可根据需要进行调节与控制；3、可一次成型制备出多种管径的管状材料。然而它存在制备过程难以肉眼进行实时观察成丝过程中丝的粗细以及粘连状况、不能及时调整工艺参数的问题。如果能在该发明总体思路的基础上，增加图像观察系统，就可以较好克服上述问题。

发明内容

本实用新型的目的，在“静电纺丝仪”（申请号：200610125960.6，授权公告号：CN100457985C）的基础上，提供一种托盘式带有实时图像显示功能的静电纺丝仪。通过该装置，实现实时观察纺丝状态、及时调整电压、喷射距离等工艺参数的目的。

    为实现本实用新型的目的采用的技术方案如下：