本发明专利技术一种微量物料的静电纺丝装置，可以对微量物料进行静电纺丝，属于静电纺丝领域，包括高压电极、绝缘升降装置、静电发生器、支架、微量物料供给装置、接收平台、电极固定装置、接收平台托架运动系统。高压电极与静电发生器的正极连接，安装固定在绝缘升降装置上；高压电极及接收平台在支架左端及上端同时安置，满足向左、向上、向下三个方向的纺丝；接收平台通过接收平台托架运动系统的运动传递实现XYZ三个坐标方向的运动；料勺在高压电极正上方，安装在微量物料供给装置端部，微量物料供给装置安装在支架的右端中间部位。本发明专利技术可以实现微量物料不同方向的纺丝。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及ー种微量物料的静电纺丝装置，属于静电纺丝领域。
技术介绍
静电纺丝装置是ー种利用静电カ生产超细纤维的装置，简单来说，一台最基本的静电纺丝装置应该由直流高压电源、物料供给装置、喷头和接收装置几个部分构成。直流高压源提供使聚合物得到射流所需的高压电场，一般纺丝喷头接高压电正极，接收板接负极，并且接收板与针头保持一段距离。物料供 给装置中的聚合物溶液或熔体从纺丝喷头中流出，由于表面张カ作用形成球状液滴，随着电场增加，液滴表面积聚电荷，液滴受静电カ拉伸达到临界时形成锥形结构，亦即Taylor锥。当静电カ大于表面张力，射流就会从Taylor锥的尖端激发出来，在空气中急速振荡和鞭动，不断拉伸细化，同时因溶剂挥发或熔体热量散失而使射流固化，最终沉降在接收装置上，得到纳米或微米级超细纤維。随着静电纺丝装置的快速发展，纺丝射流越来越均匀，纺丝纤维越来越细。但是，针对一般实验用小于0. I克的微量物料，传统纺丝装置因需要物料较多存在无法纺丝的问题；如果把传统装置微型化又会存在加工难度大和成本高的问题。所以针对微量物料设计出可制备超细纤维的静电纺丝装置就成为必要。
技术实现思路
本专利技术提出了ー种微量物料的静电纺丝装置，以实现对于微量物料的纺丝，通过料勺的上下转动以及电极和接收平台的对应安置，可以进行向左、向上、向下三个方向的纺丝，从而得到所需纤维，解决了传统静电纺丝装置对于微量物料不能纺丝而制备不了超细纤维的问题。本专利技术ー种微量物料的静电纺丝装置，包括高压电极、绝缘升降装置、静电发生器、支架、微量物料供给装置、接收平台、电极固定装置、接收平台托架运动系统。高压电极与静电发生器的输出正极连接，固定安装在绝缘升降装置上，微量物料供给装置在高压电极正上方；在微量物料供给装置和高压电极之间安置接收平台，接收平台是固定在接收平台托架运动系统上的延伸绝缘结构；其中微量物料供给装置安装在支架的右端中间部位，其主要包括保温套、加热装置、料勺基座、基座连接螺栓螺母、温度传感器、料勺连接螺栓螺母、料勺等，通过加热装置将料勺基座及与其贴合的料勺加热，通过温度传感器结合温控装置控制温度，当料勺中的微量物料熔融并形成熔滴，在电场力作用下逐渐拉成细丝，由接收平台接收超细纤维。其中高压电极及接收平台在支架左端及上端同时安置，满足向左、向上、向下三个方向的纺丝要求。其中高压电极可在绝缘升降装置的带动下上下运动实现电极间距的调整，高压电极可以是不同形状金属板、网或者尖端电极，以实现对纺丝电场的改变，高压电极可以安装在支架的左中部位和上中部位，以实现向左、向上、向下三个方向的纺丝。接收平台是从接收平台托架运动系统固定延伸出的绝缘板，可通过接收平台托架运动系统的运动传递实现XYZ三个坐标方向的运动，实现超细纤维的可控接收，接收平台由绝缘物质做成。微量物料供给装置中料勺为浅的圆底腔体，料勺底端开有导流槽，沿槽末端为导流针，两者贯通实现导流，料勺采用螺栓连接在微量物料供给装置的端部，松动螺母可使料勺实现上下转动，通过不同的角度，使得料勺导流针处于不同倾角位置实现不同方向的纺丝。微量物料供给装置中的加热装置可以采用电加热圈加热，也可以采用油温间接加热；温度測量可以采用热电偶，也可以采用红外温度传感器。微量纺丝材料可以为颗粒状或粉末状聚合物，也可以是聚合物溶液。当纺丝介质为聚合物溶液时，加热器可以不工作；当纺丝介质为颗粒状或粉末状的聚合物时，加热器工作。本专利技术通过独特的料勺结构，不但可以实现微量物料的承载，其导流槽-针结构可以在竖直向上纺丝中轻易克服重力及表面张力，然后在电场力作用下获得更小的泰勒锥，达到获得微量纺丝和纺得超细丝的双重目的，使微量物料纺丝制备维纳平面或三维拓扑结构成为可能。附图说明 图I是本专利技术ー种微量物料的静电纺丝装置的示意图。图2是本专利技术微量物料供给装置的俯视示意图。图3是本专利技术料勺的主视图和俯视图。图中1.高压电扱，2.绝缘升降装置，3.静电发生器，4.支架，5.微量物料供给装置，5-1.保温套，5-2.加热装置，5-3.料勺基座，5-4.连接螺栓螺母，5-5.温度传感器，5-6.料勺连接螺栓螺母，5-7.料勺，5-7-1.料勺连接孔，5-7-2.料勺物料容腔，5_7_3.料勺导流槽-针，6.接收平台，7.电极固定装置，8.制品，9.接收平台托架运动系统。具体实施例方式如图I所示，ー种微量物料的静电纺丝装置，主要由高压电极1，绝缘升降装置2，静电发生器3，支架4，微量物料供给装置5，接收平台6，电极固定装置7，制品8，接收平台托架运动系统9组成。高压电极I与静电发生器3的正极连接，绝缘升降装置2在电极固定装置7上，可以上下旋转以调节高压电极I间距；微量物料供给装置5在高压电极I正上方，在微量物料供给装置5和高压电极I之间安置接收平台6，接收平台6是固定在接收平台托架运动系统上的延伸绝缘薄壁平板结构，在接收平台托架运动系统9带动下可以实现XYZ三个坐标方向的运动；料勺5-7接地，料勺5-7在高压电极I正上方，料勺5-7安装在微量物料供给装置5中，由料勺连接螺栓螺母5-6连接，微量物料供给装置5安装在支架4的右端中间部位，主要包括保温套5-1、加热装置5-2、料勺基座5-3、连接螺栓螺母5-4、温度传感器5-5、料勺连接螺栓螺母5-6、料勺5-7，加热装置5-2和料勺基座5_3采用间隙配合，可以自由安装和拆卸，温度传感器5-5安装在料勺基座5-3上，用以测量温度，从而结合控温系统控制好物料的纺丝温度。将物料放在料勺5-7，由加热装置5-2加热料勺基座5-3并将温度传递到料勺5-7，当达到物料的熔融温度时，物料熔融，并沿着导流槽-针5-7-3流动，在电场力作用下，从导流槽-针5-7-3末端喷出带电纺丝介质喷射流，并沿着电场方向的路径飞向高压电极1，由于接收平台6的阻隔，喷射流就会堆积在接收平台6上，得到制品8，完成一次完整的纺丝过程。另外，接收平台6和电极固定装置7分别安装在三个位置，来实现不同方向的纺丝，同时料勺5-7在料勺连接螺栓螺母5-6的作用下，实现上下转动从而调节导流槽-针5-7-3的方向，用于配合接收平台6和电极固定装置7的不同安装位置，最终实现不同方向的纺丝。下面结合具体实施例对本专利技术作进ー步的详细阐述。图I中料勺5-7的内径为5_，勺深I. 5_，导流槽-针5-7-3中槽部可以采用旋转切除加工，针部采用丝焊。槽部直径5mm,旋转角度为10° ,顶端宽度0. Imm,针部长0. 2mm,保证液流导流到顶端,料勺5_7末端与高压电极I的距离为15cm，纺丝介质为颗粒状聚丙烯，料勺基座5-3设定温度为250°C。首先把料勺基座5-3加热到设 定温度，让物料熔融，等到料勺5-7末端形成熔体液滴吋，打开静电发生器3电源，慢慢调节高压电极I的电压直到料勺5-7末端产生熔体喷射流，打开接收平台托架运动系统9，带动接收平台6运动，接收所纺出的纤维，最終生产出所需制品8。将高压电极I按照电极固定装置7的位置安装好，将料勺5-7调节为竖直向上进行竖直纺丝，最終得到小于I U m的超细纤維。权利要求1.ー种微量物料的静电纺丝装置，其特征在于该装置包括高压电极、绝缘升降装置、静电发生器、支架、微量物料供给装置、接收平台、电极固定装置、接收本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种微量物料的静电纺丝装置，其特征在于该装置包括高压电极、绝缘升降装置、静电发生器、支架、微量物料供给装置、接收平台、电极固定装置、接收平台托架运动系统；高压电极与静电发生器的正极连接，固定安装在绝缘升降装置上，微量物料供给装置在高压电极正上方；在微量物料供给装置和高压电极之间安置接收平台；微量物料供给装置安装在支架的右端中间部位，主要包括保温套、加热棒、料勺基座、连接螺栓螺母、温度传感器、料勺连接螺栓螺母、料勺；高压电极及接收平台也在支架左端及上端同时安置；微量物料供给装置中料勺为浅的圆底腔体，料勺底端开有导流槽，沿槽末端为导流针，两者贯通，料勺采用螺栓连接在微量物料供给装置的端部。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，刘兆香，李好义，杨卫民，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：
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