一种静电纺丝装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种静电纺丝装置，包括喷嘴、收集装置、电极和高压电源，所述喷嘴沿其中轴线方向设置有气体流道，所述气体流道的周围平行设置有液体流道，所述喷嘴的内部设置有雾化腔，所述气体流道的出口与液体流道的出口均与雾化腔相连通，所述喷嘴的一端设置有与雾化腔相连通的喷嘴孔，所述喷嘴孔位于喷嘴的中轴线上，所述喷嘴是由金属材料制成的，所述电极与喷嘴分别连接高压电源的正负极。本发明专利技术所采用的喷嘴为内混式结构，相对于没有雾化腔的外混式喷嘴，这种在雾化腔内部将纺丝液体和压缩空气混合的方式使得排出的液体颗粒更加均匀细小，从而使在高压电场中拉伸所得的纳米纤维直径更细，更加均匀。

【技术实现步骤摘要】
一种静电纺丝装置
本专利技术属于纺织领域，具体涉及一种静电纺丝装置。
技术介绍
静电纺丝技术是目前制备超细纤维和纳米纤维的主流方法，由于静电纺丝技术制备的纳米纤维具有超高的比表面积、极大长径比、高表面活性等特点，在纺织工程、环境工程、生物科技、医疗与卫生健康等领域都具有十分广阔的应用前景。随着静电纺丝技术研究的不断深入，目前己经有几十种聚合物成功通过静电纺丝技术制备超细纤维，制备的超细纤维直径一般在几十纳米至一微米之间，纺丝条件适当时纤维直径可达1纳米。静电纺丝法制备超细纤维的基本原理可以简单概括为，聚合物溶液或熔体在高压静电场中电场力的作用下，从毛细管或者气泡的末端形成射流飞向接收装置，射流在到达接收装置的过程中产生高度拉伸，纤维变细，同时溶液中的溶剂蒸发或是熔体固化，最后纤维沉积在接收板上。现有的针头式静电纺丝装置，如专利200910031948.2、200610157106.8、WO2005073441A1所公开，采用数十甚至数百个针头组合到一起进行静电纺丝。但由于针头易发生堵塞，清洗维护工作非常繁琐，所以也没有很好地解决产业化问题。近些年，各种无针头静电纺丝技术，如采用金属滚筒、金属球、金属圆盘、螺旋线圈等结构的喷丝头相继问世，但是,由于其设备结构原因，均在各个方面存在不同的问题，有的纺丝效率低下，有的容易堵塞，有的溶液干燥过快，有的溶液浪费极大等等。
技术实现思路
基于上述技术问题，本专利技术提供一种静电纺丝装置。本专利技术所采用的技术解决方案是：一种静电纺丝装置，包括喷嘴、收集装置、电极和高压电源，所述喷嘴沿其中轴线方向设置有气体流道，所述气体流道的周围平行设置有液体流道，所述喷嘴的内部设置有雾化腔，所述气体流道的出口与液体流道的出口均与雾化腔相连通，所述喷嘴的一端设置有与雾化腔相连通的喷嘴孔，所述喷嘴孔位于喷嘴的中轴线上，所述喷嘴是由金属材料制成的，所述电极与喷嘴分别连接高压电源的正负极。优选的，所述喷嘴垂直于水平面安装。优选的，所述收集装置设置在电极与喷嘴之间，所述喷嘴与收集装置之间的间距为600～2000mm。优选的，所述气体流道的直径为0.1～0.6mm。优选的，所述液体流道的直径为2～3mm。优选的，所述液体流道的个数设置2～3个。优选的，所述喷嘴孔为圆形或扇形。优选的，所述喷嘴设置多个，且间隔固定在塑料板上。优选的，所述气体流道的进口通过气体输送管路连接气泵，所述气体输送管路上设置有气体净化干燥装置和/或加热装置；所述液体流道的进口通过液体输送管路连接纺丝液储罐。优选的，上述静电纺丝装置还包括用于调整电极高度和收集装置高度的升降支架。本专利技术的有益技术效果是：1、本专利技术所采用的喷嘴为内混式结构，相对于没有雾化腔的外混式喷嘴，这种在雾化腔内部将纺丝液体和压缩空气混合的方式使得排出的液体颗粒更加均匀细小，从而使在高压电场中拉伸所得的纳米纤维直径更细，更加均匀。2、在气液内混雾化的结构设计基础上，本专利技术在喷嘴的中轴线上设置有气体流道，在气体流道的周围设置有若干个液体流道，同时液体流道的直径可达2～3mm，远远大于现有喷嘴上液体流道的直径，有效解决了液体流道易堵塞的问题，而且对纺丝所用聚合物溶液的粘度选择更宽泛。3、本专利技术喷嘴垂直于水平面安装，雾化纺丝液竖直向上喷出，喷嘴与收集装置之间的间距达到600～2000mm，增大了纤维丝的飞行时间与距离，可更好的提高纤维丝的整体性能，而且适用范围更广。4、本专利技术所采用的这种喷吹法高压静电纺丝技术，解决了以前单针头结构的易于堵塞、效率低下的问题，也不同于有些辊筒式结构易于使溶液暴露过早，以致因干燥而导致的纺丝溶液的浪费，本专利技术实现了对多种溶液和熔融体的不同选择，并可以连续生产，降低成本，消除浪费，达到工业化推广应用的水平。附图说明下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步说明：图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为喷嘴的结构原理示意图。图中：1-喷嘴，101-气体流道，102-液体流道，103-雾化腔，104-喷嘴孔，2-收集装置，3-电极，4-高压电源，5-气泵，6-纺丝液储罐，7-塑料板，8-升降支架，9-纺丝箱。具体实施方式结合附图，一种静电纺丝装置，包括喷嘴1、收集装置2、电极3和高压电源4。所述喷嘴1沿其中轴线方向设置有气体流道101，所述气体流道101的周围平行设置有2个或3个液体流道102，气体流道101的直径为0.1～0.6mm，如具体可为0.1mm、0.3mm、0.5mm或0.6mm等，液体流道102的直径为2～3mm，如具体可为2mm、2.5mm或3mm等。气体流道101的进口通过气体输送管路连接气泵5，在气体输送管路上设置有气体净化干燥装置和/或加热装置。液体流道102的进口通过液体输送管路连接纺丝液储罐6。喷嘴1的内部设置有雾化腔103，所述气体流道101的出口与液体流道102的出口均与雾化腔103相连通。喷嘴1的一端设置有与雾化腔103相连通的喷嘴孔104，所述喷嘴孔104位于喷嘴1的中轴线上。喷嘴1垂直于水平面安装，收集装置2设置在电极3与喷嘴1之间，所述喷嘴1与收集装置2之间的间距为600～2000mm。喷嘴1是由金属材料制成的，其通过导线与高压电源4的负极相连；所述电极3通过导线与高压电源4的正极相连。本专利技术的工作过程大致如下：压缩空气从气体流道101喷出，并继续向喷嘴孔104喷出，在此过程中形成负压将纺丝液从液体流道102吸出，在雾化腔103内压缩空气与纺丝液冲击混合雾化。雾化液滴经过细小的喷嘴孔104喷出，喷嘴1本身为带电极，喷出的雾化液滴在向上飞行中受到高压电源产生的静电场力的吸引，被不断拉伸细化成为纳米级别的细丝，同时细丝中含有的溶液不断蒸发凝固，最终以固态纤维的形式到达接收装置2。接收装置2采用无纺布或滤纸收集(不排除使用其他收集物)。作为对本专利技术的进一步改进，所述喷嘴孔104可为圆形或扇形，具体可根据生产要求进行选择。所述喷嘴1也可设置多个，且间隔固定在塑料板7上。更进一步的，上述静电纺丝装置还包括升降支架8，升降支架8安装在电极3的上方，其用于调整电极3的高度和收集装置2的高度。上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。需要说明的是，在本说明书的教导下，本领域技术人员所作出的任何等同替代方式，或明显变型方式，均应在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静电纺丝装置，其特征在于，包括喷嘴、收集装置、电极和高压电源，所述喷嘴沿其中轴线方向设置有气体流道，所述气体流道的周围平行设置有液体流道，所述喷嘴的内部设置有雾化腔，所述气体流道的出口与液体流道的出口均与雾化腔相连通，所述喷嘴的一端设置有与雾化腔相连通的喷嘴孔，所述喷嘴孔位于喷嘴的中轴线上，所述喷嘴是由金属材料制成的，所述电极与喷嘴分别连接高压电源的正负极。

【技术特征摘要】
1.一种静电纺丝装置，其特征在于，包括喷嘴、收集装置、电极和高压电源，所述喷嘴沿其中轴线方向设置有气体流道，所述气体流道的周围平行设置有液体流道，所述喷嘴的内部设置有雾化腔，所述气体流道的出口与液体流道的出口均与雾化腔相连通，所述喷嘴的一端设置有与雾化腔相连通的喷嘴孔，所述喷嘴孔位于喷嘴的中轴线上，所述喷嘴是由金属材料制成的，所述电极与喷嘴分别连接高压电源的正负极；所述气体流道的直径为0.1～0.6mm；所述液体流道的直径为2～3mm；所述液体流道的个数设置2～3个。2.根据权利要求1所述的一种静电纺丝装置，其特征在于，所述喷嘴垂直于水平面安装。3.根据权利要求1或2所述的一种静...

【专利技术属性】
技术研发人员：程耀明，孟庆瑞，杜月娟，郅立鹏，马昭，
申请(专利权)人：青岛华世洁环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37