[实用新型]一种蘸液式静电纺丝装置

说明书

本实用新型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。

技术领域

本发明涉及静电纺丝技术领域，特别是涉及一种蘸液式的静电纺丝装置。

背景技术

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CN 102660785 A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。

发明内容

本发明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。

本发明采用的技术方案是：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。

本发明与现有的技术相比具有如下优点：