[实用新型]一种巡线式成膜均化静电纺丝装置

说明书

本发明公开一种巡线式成膜均化静电纺丝装置，由狭缝装置、静电发生器组、电场激发装置组成，电场激发装置位于狭缝装置下方，二者间留有适当的距离确保射流在落到无纺布前固化成纤，静电发生器组分别与狭缝装置的风刀和电场激发装置的螺旋状电场激发器相接。本发明通过螺旋状电场激发器与静电发生器B相连接在狭缝式纺丝喷头与激发器之间形成高压静电场，通过激发器绕轴线的旋转运动改变周围三维空间电场分布，不断改变泰勒锥所在位置，进而改变射流在无纺布上的落点，实现纤维铺网均匀的目的；熔膜形成板、风刀、螺旋状电场激发器三者形成的两级电场，利用尖端效应使泰勒锥数量增多；压缩气流被一级电场电离形成带负电的气体分子，实现纤维细化。

技术领域

本发明涉及一种巡线式成膜均化静电纺丝装置，属于静电纺丝领域。

背景技术

纳米纤维由于具有较高的比表面积和孔隙率，是能源环保、组织工程、油水过滤等领域迫切需求的材料，熔体法静电纺丝技术是一种可实现纳米纤维绿色、安全、连续制备的有效方法。传统熔体静电纺丝技术采用阵列喷头的手段实现纳米纤维的批量制备。阵列喷头之间具有较强的电场干扰，各喷头产生的射流被强制束缚在自身喷头与电极之间的空间内，难以穿越到其他喷头与电极板形成的电场空间，最终导致纳米纤维膜均匀性较差，同时生产效率不高、纤维直径较粗等问题，限制了熔体静电纺丝纳米纤维在电池隔膜、高端过滤等领域的应用。

针对上述问题，本发明提出了一种巡线式成膜均化静电纺丝装置，通过改变泰勒锥的位置影响射流在无纺布上的落点，实现纳米纤维均化成膜，多级电场提高纳米纤维的生产效率，空气电离增强纤维带电能力，实现纤维细化。

发明内容

本发明针对熔体电纺阵列喷头成膜均匀性差、生产效率低、纤维较粗等问题，提出螺旋状电场激发器，保证得到的纳米纤维成膜均匀，提出在狭缝式熔体电纺装置上加入两级电场，提高了纳米纤维的生产效率，压缩空气被电离后与纤维接触增强纤维的带电能力，实现了纳米纤维的细化。

实现上述目的的方案是：一种巡线式成膜均化静电纺丝装置，由狭缝装置、静电发生器组、电场激发装置三部分组成，电场激发装置位于狭缝装置的下方，二者间留有适当的距离确保射流在落到无纺布前固化成纤，静电发生器组分别与狭缝装置的风刀和电场激发装置的螺旋状电场激发器相接。

本发明一种巡线式成膜均化静电纺丝装置，狭缝装置由上盖板、加热棒、熔膜形成板、聚四氟乙烯片、风刀、纳米纤维束、无纺布、狭缝调节板和挡块组成。上盖板与风刀分别被螺栓紧固在熔膜形成板的上下两侧，狭缝调节板在其侧面，确保熔体流道宽度可以调节，两风刀与两熔膜形成板分别呈对称分布，两狭缝调节板之间为熔体流道，狭缝调节板与风刀之间为气流道，挡块在狭缝调节板与风刀的左右侧面，防止熔体和气体流出，加热棒安装在熔膜形成板上呈对称分布，保证熔体温度一致，聚四氟乙烯片置于熔膜形成板与风刀间，防止一级电场被击穿。

本发明一种巡线式成膜均化静电纺丝装置，静电发生器组由静电发生器A和静电发生器B组成。静电发生器A与狭缝装置部分的两风刀相连，静电发生器B与电场激发装置的螺旋状电场激发器相连。

本发明一种巡线式成膜均化静电纺丝装置，电场激发装置由螺旋状电场激发器、电绝缘联轴器、电机和激发器支撑架组成。螺旋状电场激发器通过电绝缘联轴器与电机相连，激发器支撑架位于螺旋状电场激发器下方，起到支撑固定作用。

本发明一种巡线式成膜均化静电纺丝装置，静电发生器与螺旋状电场激发器相连使其带高压静电，螺旋状电场激发器绕轴旋转运动会改变周围三维空间电场分布，根据尖端放电和泰勒锥形成原理，泰勒锥沿狭缝幅宽方向往复移动，射流在无纺布上的落点也不断变化，纤维均匀分布在无纺布上。

本发明一种巡线式成膜均化静电纺丝装置，熔膜形成板、风刀形成的一级电场使狭缝尖端电荷聚集，熔膜形成板、螺旋状电场激发器形成的二级电场对聚合物熔体牵引拉伸下，由于一级电场增强了尖端带电能力，根据泰勒锥形成原理，尖端泰勒锥数量增多，射流间距减小，纤维生产效率得到显著提高。