一种单螺杆熔融挤出法静电纺丝装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种单螺杆熔融挤出法静电纺丝装置，包括熔融混合挤出单元和静电纺丝单元，其特点为所述熔融混合挤出单元包含挤出系统、加料系统、传动系统、加热系统和控制系统，物料能从加料系统中的加料口投入，控制系统能控制加热系统对从加料口投入到加料系统中的物料进行加热控温，传动系统驱动挤出系统中的螺杆进行旋转挤压后使物料熔融混合，熔融物料从挤出系统的出料口挤出后通过PTFE导热油绝缘单元，再从螺纹旋塞喷头挤出;螺纹旋塞喷头向电纺纤维滚筒收集极喷射电纺溶液，电纺溶液在高压静电场的作用下形成喷射流，完成静电纺丝。本实用新型专利技术的静电纺丝装置可实现流速的可调节性，在静电纺丝技术领域具有较好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于静电纺丝领域，尤其涉及一种单螺杆熔融挤出法静电纺丝装置。
技术介绍
静电纺丝技术是制备纳米纤维的一种简单有效的新型加工技术，虽然这一技术在20世纪90年代才开始发展，但是其基本思想可以追述到60多年前。随着近年来纳米技术的不断发展，静电纺丝已成为制备纳米纤维的重要方法而备受关注，并开始在生物医用材料、过滤及防护、催化、能源、光电、食品工程、化妆品等领域崭露头角。静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝。处在导电体尖端的聚合物熔体或溶液液滴会由球形变为圆锥形（即“泰勒锥”），在高压电场的作用下，流体克服表面张力的作用形成直径微小的射流，快速地射向电场的另一极。射流在从电场的一极向另一极的高速运动过程中，迅速地冷却凝固，或者溶剂迅速挥发而固化，最终以直径超细的纤维形式沉积在电场的另一极，从而生产出纳米级直径的聚合物细丝。影响静电纺丝成功与否的因素包括以下几个方面： 聚合物的分子量，分子量分布和分子结构（分支，线性等）、溶液性质（浓度，粘度，电导率，表面张力，液体流量等）、电动势大小、毛细管和收集屏幕之间的距离、环境参数（温度，湿度和室内空气流速）、收集装置的运动规律以及喷丝口针头形状等。此外，静电纺丝装置的结构、功能和工艺可控性也是影响静电纺丝成功与否的关键因素。尽管现有市售静电纺丝机种类繁多，但其核心部件都是以市售的数显高压电源、推流泵等组合拼凑而成，批次处理量较小，难以进行连续化生产。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种可批量连续生产的单螺杆熔融挤出法静电纺丝装置。 本技术的目的是这样实现的，所述的一种单螺杆熔融挤出法静电纺丝装置，包括熔融混合挤出单元和静电纺丝单元，其特征在于：所述熔融混合挤出单元包含挤出系统、加料系统、传动系统、加热系统和控制系统，所述加料系统和加热系统与控制系统连接，物料能从加料系统中的加料口投入，控制系统能控制加热系统对从加料口投入到加料系统中的物料进行加热控温，所述加料系统与挤出系统连接，所述的传动系统与挤出系统通过轴承相连，并且传动系统和挤出系统与控制系统连接，传动系统驱动挤出系统中的螺杆进行旋转挤压后使物料熔融混合，熔融物料从挤出系统的出料口挤出后通过PTFE导热油绝缘单元，再从螺纹旋塞喷头挤出;所述静电纺丝单元包含可调式高压静电发生模块、玻璃外罩和玻璃外罩内设置的PTFE导热油绝缘单元、螺纹旋塞喷头、原位处理槽、电纺纤维滚筒收集极，所述PTFE导热油绝缘单元管壁为中空设计，在PTFE导热油绝缘单元两端开有导热油管口，两端开有的导热油管口能通入导热油进行循环，用以保温加热；在PTFE导热油绝缘单元内连接有螺纹旋塞喷头，在与螺纹旋塞喷头相对处设置有电纺纤维滚筒收集极，螺纹旋塞喷头通过正极导线与正极插头相连，电纺纤维滚筒收集极通过防静电高压线与负极防静电插头相连;电纺纤维滚筒收集极置于原位处理槽内且能转动，在原位处理槽中能盛放有处理溶液，使滚筒收集极浸泡于处理液中。所述PTFE导热油绝缘单元与所述出料口之间通过螺母咬合连接。所述螺纹旋塞喷头与所述PTFE导热油绝缘单元之间通过螺纹旋拧连接。所述螺纹旋塞喷头拥有15、30或60个均匀分布的喷射孔。所述电纺纤维滚筒收集极通过滚动轴承转动连接在原位处理槽中。所述可调式高压静电发生模块电压范围为1.5KV～30KV。在玻璃外罩上设置有排风扇。在传动系统上设有控制面板，所述控制面板上设显示屏。在可调式高压静电发生模块上设有控制面板，所述控制面板上设显示屏。本技术的特点和优点是：本技术克服了目前静电纺丝设备所面临的批次处理量较小，难以进行连续化生产等不足之处，首次采用了PTFE导热油绝缘单元连接单螺杆挤出机和静电纺丝设备，为实现安全快捷、大批量、连续化的生产制备电纺纤维提供了可能性。附图说明图1是第一实施方式的单螺杆熔融挤出法静电纺丝装置（90°喷头设计）的结构示意图；图2是第二实施方式的单螺杆熔融挤出法静电纺丝装置（45°喷头设计）的结构示意图；图3是第三实施方式的单螺杆熔融挤出法静电纺丝装置（180°喷头设计）的结构示意图。图4是本技术单螺杆熔融挤出法静电纺丝装置中螺纹旋塞喷头的结构示意图。图中：1.挤出系统；2.传动系统；3.加热系统；4.加料口；5.出料口；6.PTFE导热油绝缘单元；7.螺纹旋塞喷头；8.可调式高压静电发生模块；9.玻璃外罩；10.原位处理槽；11.电纺纤维滚筒收集极；12.导热油管口；13.滚动轴承；14.排风扇。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进行详细说明：实施例1本技术所述的第一实施方式的单螺杆熔融挤出法静电纺丝装置（90°喷头设计），其结构如附图1所示，包括熔融混合挤出单元和静电纺丝单元，其特征在于：所述熔融混合挤出单元包含挤出系统1、加料系统、传动系统2、加热系统3和控制系统，所述加料系统和加热系统与控制系统连接，物料能从加料系统中的加料口4投入，控制系统能控制加热系统3对从加料口4投入到加料系统中的物料进行加热控温，所述加料系统与挤出系统连接，所述的传动系统2与挤出系统1通过轴承相连，并且传动系统和挤出系统与控制系统连接，加料系统中的物料通过传动系统驱动挤出系统中的螺杆进行旋转挤压后使物料熔融混合，熔融物料从挤出系统的出料口5挤出后通过PTFE导热油绝缘单元6（90°转角），再从螺纹旋塞喷头7挤出;螺纹旋塞喷头向电纺纤维滚筒收集极喷射电纺溶液，电纺溶液在高压静电场的作用下形成喷射流，完成静电纺丝。所述静电纺丝单元包含可调式高压静电发生模块8、玻璃外罩9和玻璃外罩内设置的PTFE导热油绝缘单元6、螺纹旋塞喷头7、原位处理槽10、电纺纤维滚筒收集极11，所述PTFE导热油绝缘单元6的管壁为中空设计，在PTFE导热油绝缘单元6的两端开有导热油管口12，两端开有的导热油管口12能通入导热油进行循环，用以保温加热；在PTFE导热油绝缘单元内连接有螺纹旋塞喷头，在与螺纹旋塞喷头7相对处设置有电纺纤维滚筒收集极11，螺纹旋塞喷头通过正极导线与正极插头相连，电纺纤维滚筒收集极通过防静电高压线与负极防静电插头相连，正极插头和负极防静电插头分别接到可调式高压静电发生模块8的正负极;电纺纤维滚筒收集极11置于原位处理槽10内且能转动，原位处理槽中能够盛放处理溶液，使滚筒收集极浸泡于处理液中。所述可调式高压静电发生模块在所述螺纹旋塞喷头与所述电纺纤维滚筒收集极之间形成高压静电场，所述螺纹旋塞喷头在所述挤出系统的螺杆的旋转挤压下，向所述电纺纤维滚筒收集极喷射电纺溶液，所述电纺溶液在所述高压静电场的作用下形成射流，射流在空气中经过劈裂、拉伸、固化等过程后沉积到电纺纤维滚筒收集极上，从而制备获得微纳米纤维膜。具体来说，电源插头和接地线在电源装置上;电源插头的一端与220V交流电源连接，另一端通过导线与电源开关相连，电源装置中的可调式高压静电发生模块电压范围为1.5KV~30KV;在可调式高压静电发生模块上设有控制面板，控制面板用于调整单螺杆熔融挤出法静电纺丝装置中的滚动轴承旋转速度和可调式高压静电发生模块的输出电压。在熔融混合挤出单元（单螺杆挤出机）中，电源插头和接地线在单螺杆挤出机上，物料从加料系统中投入，加热系统控制系统温度，传动系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单螺杆熔融挤出法静电纺丝装置，包括熔融混合挤出单元和静电纺丝单元，其特征在于：所述熔融混合挤出单元包含挤出系统、加料系统、传动系统、加热系统和控制系统，所述加料系统和加热系统与控制系统连接，物料能从加料系统中的加料口投入，控制系统能控制加热系统对从加料口投入到加料系统中的物料进行加热控温，所述加料系统与挤出系统连接，所述的传动系统与挤出系统通过轴承相连，并且传动系统和挤出系统与控制系统连接，传动系统驱动挤出系统中的螺杆进行旋转挤压后使物料熔融混合，熔融物料从挤出系统的出料口挤出后通过PTFE导热油绝缘单元，再从螺纹旋塞喷头挤出;所述静电纺丝单元包含可调式高压静电发生模块、玻璃外罩和玻璃外罩内设置的PTFE导热油绝缘单元、螺纹旋塞喷头、原位处理槽、电纺纤维滚筒收集极，所述PTFE导热油绝缘单元管壁为中空设计，在PTFE导热油绝缘单元两端开有导热油管口，两端开有的导热油管口能通入导热油进行循环，用以保温加热；在PTFE导热油绝缘单元内连接有螺纹旋塞喷头，在与螺纹旋塞喷头相对处设置有电纺纤维滚筒收集极，螺纹旋塞喷头通过正极导线与正极插头相连，电纺纤维滚筒收集极通过防静电高压线与负极防静电插头相连;电纺纤维滚筒收集极置于原位处理槽内且能转动，在原位处理槽中能盛放有处理溶液，使滚筒收集极浸泡于处理液中。...

【技术特征摘要】
1.一种单螺杆熔融挤出法静电纺丝装置，包括熔融混合挤出单元和静电纺丝单元，其特征在于：所述熔融混合挤出单元包含挤出系统、加料系统、传动系统、加热系统和控制系统，所述加料系统和加热系统与控制系统连接，物料能从加料系统中的加料口投入，控制系统能控制加热系统对从加料口投入到加料系统中的物料进行加热控温，所述加料系统与挤出系统连接，所述的传动系统与挤出系统通过轴承相连，并且传动系统和挤出系统与控制系统连接，传动系统驱动挤出系统中的螺杆进行旋转挤压后使物料熔融混合，熔融物料从挤出系统的出料口挤出后通过PTFE导热油绝缘单元，再从螺纹旋塞喷头挤出;所述静电纺丝单元包含可调式高压静电发生模块、玻璃外罩和玻璃外罩内设置的PTFE导热油绝缘单元、螺纹旋塞喷头、原位处理槽、电纺纤维滚筒收集极，所述PTFE导热油绝缘单元管壁为中空设计，在PTFE导热油绝缘单元两端开有导热油管口，两端开有的导热油管口能通入导热油进行循环，用以保温加热；在PTFE导热油绝缘单元内连接有螺纹旋塞喷头，在与螺纹旋塞喷头相对处设置有电纺纤维滚筒收集极，螺纹旋塞喷头通过正极导线与正极插头相连，电纺纤维滚筒收集极通过防静电高压线与负极防静电插头相连;电纺纤维滚筒收集极置于原位处理槽内且能转动，在原位处理槽中...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱庆荣，晨曦，陈潇川，黄宝铨，刘欣萍，陈庆华，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：新型
国别省市：福建;35