全文摘要
本实用新型涉及一种电极辅助型熔融静电纺丝装置，属纺织技术领域。其特征在于：包括底座、电动机、接收装置、转轴、辅助电极和聚合物熔体喷射装置；其中聚合物熔体喷射装置设置在接收装置正上方，与高压静电发生器的正极相连，接收装置安装在底座上，与高压静电发生器的负极相连；辅助电极为环形，设置在接收装置和聚合物熔体喷射装置之间，并与高压静电发生器的正极相连，产生环形的高压电场；转轴的一端上设置有叶片，并插入聚合物熔体喷射装置内，另一端穿过辅助电极和接收装置后与电动机连接；电动机设置在底座中，开启后带动转轴旋转。本实用新型制得的纤维表面光滑均匀，比溶液静电纺丝制得的纤维尺寸更细、力学性能更好、更环保安全。
主设计要求
1.一种电极辅助型熔融静电纺丝装置，其特征在于：包括底座(1)、电动机(2)、接收装置(3)、转轴(4)、辅助电极(5)和聚合物熔体喷射装置；其中聚合物熔体喷射装置设置在接收装置(3)正上方，与高压静电发生器的正极相连，接收装置(3)安装在底座(1)上，与高压静电发生器的负极相连，高压静电发生器使聚合物熔体喷射装置和接收装置之间产生高压静电场；辅助电极(5)为环形，设置在接收装置(3)和聚合物熔体喷射装置之间，并与高压静电发生器的正极相连，产生环形的高压电场；转轴(4)的一端上设置有叶片(10)，并插入聚合物熔体喷射装置，另一端穿过辅助电极(5)和接收装置(3)后与电动机(2)连接；电动机(2)设置在底座中，开启后带动转轴(4)旋转，使转轴上端的叶片在聚合物熔体喷射装置内搅动。
设计方案
1.一种电极辅助型熔融静电纺丝装置，其特征在于：包括底座(1)、电动机(2)、接收装置(3)、转轴(4)、辅助电极(5)和聚合物熔体喷射装置；其中聚合物熔体喷射装置设置在接收装置(3)正上方，与高压静电发生器的正极相连，接收装置(3)安装在底座(1)上，与高压静电发生器的负极相连，高压静电发生器使聚合物熔体喷射装置和接收装置之间产生高压静电场；辅助电极(5)为环形，设置在接收装置(3)和聚合物熔体喷射装置之间，并与高压静电发生器的正极相连，产生环形的高压电场；转轴(4)的一端上设置有叶片(10)，并插入聚合物熔体喷射装置，另一端穿过辅助电极(5)和接收装置(3)后与电动机(2)连接；电动机(2)设置在底座中，开启后带动转轴(4)旋转，使转轴上端的叶片在聚合物熔体喷射装置内搅动。
2.如权利要求1所述的电极辅助型熔融静电纺丝装置，其特征在于：所述的聚合物熔体喷射装置包括喷嘴(6)、温度传感器(9)、料筒加热装置(8)、料筒(7)、端盖(11)和加热控制器；料筒(7)前端间隔一定距离设置有两个喷嘴(6)，料筒(7)后端安装有端盖(11)；料筒加热装置(8)包覆在料筒(7)表面，用于加热料筒(7)内的聚合物熔体；温度传感器设置在料筒加热装置(8)的一侧边，温度传感器(9)、料筒加热装置(8)和加热控制器相连，将聚合物熔体加热到预定温度。
3.如权利要求1所述的电极辅助型熔融静电纺丝装置，其特征在于：所述的转轴(4)上端的叶片(10)沿着转轴(4)交错布置，转轴(4)带叶片(10)的部分位于聚合物熔体喷射装置的料筒(7)中央。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种静电纺丝装置，尤其涉及一种电极辅助型熔融静电纺丝装置，属于纺织技术领域。
背景技术
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。在电场作用下，聚合物溶液或熔体变成锥形，形成泰勒锥，然后在静电力的作用下延伸，形成纳米级超细纤维。目前已有三十多种聚合物成功通过静电纺丝的方法制得超细的纤维，最细的纤维直径可以达到几十纳米。静电纺丝以其可纺材料种类繁多、工艺可控性好等优点，已成为当前制备纳米纤维材料的研究热点，目前使用的静电纺丝技术包括溶液静电纺丝和熔体静电纺丝两类。在溶液静电纺丝中，由于纺丝溶液浓度很小，其中的溶剂需要挥发掉，因此溶液静电纺丝的效率比熔体静电纺丝的低，但熔体静电纺丝所得纤维直径较大，一般为微米级，目前的研究者们通过增大电场力、升高纺丝温度、吹风等一系列的措施也只能获取少量纳米级纤维，为了大量获取纳米级的纤维，研发一种新型静电纺丝装置很有必要。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种电极辅助型熔融静电纺丝装置，通过向料筒内不断补充物料即能实现整个装置的连续纺丝，提高生产效率，有利于实现工业化生产。
技术方案如下：
一种电极辅助型熔融静电纺丝装置，包括底座、电动机、接收装置、转轴、辅助电极和聚合物熔体喷射装置；其中聚合物熔体喷射装置设置在接收装置正上方，与高压静电发生器的正极相连，接收装置安装在底座上，与高压静电发生器的负极相连，高压静电发生器使聚合物熔体喷射装置和接收装置之间产生高压静电场；辅助电极为环形，设置在接收装置和聚合物熔体喷射装置之间，并与高压静电发生器的正极相连，产生环形的高压电场；转轴的一端上设置有叶片，并插入聚合物熔体喷射装置，另一端穿过辅助电极和接收装置后与电动机连接；电动机设置在底座中，开启后带动转轴旋转，使转轴上端的叶片在聚合物熔体喷射装置内搅动。
进一步地，聚合物熔体喷射装置包括喷嘴、温度传感器、料筒加热装置、料筒、端盖和加热控制器；料筒前端间隔一定距离设置有两个喷嘴，料筒后端安装有端盖；料筒加热装置包覆在料筒表面，用于加热料筒内的聚合物熔体；温度传感器设置在料筒加热装置的一侧边，温度传感器、料筒加热装置和加热控制器相连，将聚合物熔体加热到预定温度。
进一步地，转轴上端的叶片沿着转轴交错布置，转轴带叶片的部分位于聚合物熔体喷射装置的料筒中央。
有益效果：
1)本实用新型制得的纤维表面光滑均匀，比溶液静电纺丝制得的纤维尺寸更细、力学性能更好。
2)不使用溶剂，不存在溶剂的蒸发现象，纺丝过程原料基本生成丝，损耗少、更环保安全。
3)纺丝过程中通过高压电场力和辅助电极再次提供的高压电场力能提高纤细度，并更容易进行连续大量的生产。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
其中：1为底座、2为电动机、3为接收装置、4为转轴、5为辅助电极、6为喷嘴、7为料筒、8为料筒加热装置、9为温度传感器、10为叶片、11为端盖。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明：
如图1所示一种电极辅助型熔融静电纺丝装置，包括底座1、电动机2、接收装置3、转轴4、辅助电极5和聚合物熔体喷射装置；其中聚合物熔体喷射装置设置在接收装置3正上方，与高压静电发生器的正极相连，接收装置3安装在底座1上，与高压静电发生器的负极相连，高压静电发生器使聚合物熔体喷射装置和接收装置之间产生高压静电场；辅助电极5为环形，设置在接收装置3和聚合物熔体喷射装置之间，并与高压静电发生器的正极相连，产生环形的高压电场；转轴4的一端上设置有叶片10，并插入聚合物熔体喷射装置，另一端穿过辅助电极5和接收装置3后与电动机2连接；电动机2设置在底座中，开启后带动转轴4旋转，使转轴上端的叶片在聚合物熔体喷射装置内搅动。
聚合物熔体喷射装置包括喷嘴6、温度传感器9、料筒加热装置8、料筒7、端盖11和加热控制器；料筒7前端间隔一定距离设置有两个喷嘴6，料筒7后端安装有端盖11；料筒加热装置8包覆在料筒7表面，用于加热料筒7内的聚合物熔体；温度传感器设置在料筒加热装置8的一侧边，温度传感器9、料筒加热装置8和加热控制器相连，将聚合物熔体加热到预定温度。
转轴4上端的叶片10沿着转轴4交错布置，转轴4带叶片10的部分位于聚合物熔体喷射装置的料筒7中央。
实施例：使用本实用新型进行静电纺丝时，首先在料筒里添加纺丝原料，纺丝原料可以为聚合物颗粒或粉料或切片或熔体聚合物，再根据不同的聚合物熔融温度要求，使用加热控制器调节料筒加热装置将料筒加热到聚合物的成型加工温度以上，以尽可能降低聚合物的粘度，但又不至于使聚合物产生分解；在原料达到设定温度后，打开电动机使转轴转动，带动叶片搅拌在料筒中的聚合物熔体；再在端盖上施加压力，使喷嘴末端出现熔体滴但不滴落；最后再打开高压静电发生器的电源开关，将高压静电发生器的输出电压从0开始往上调，直到喷嘴末端的熔体滴变形并喷射出来形成细丝为止，喷射流的不稳定区间经过静电场力和辅助电极再次提供的高压电场力的共同作用下，就会以螺旋线的方式运动，使从喷嘴喷射出来的熔体细流经过两次高压电场力的拉伸，形成超细的纤维，并在运动过程中冷却汇集到接收装置，完成整个静电纺丝过程。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的原则和精神之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920095418.3
申请日:2019-01-21
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:31(上海)
授权编号:CN209584427U
授权时间:20191105
主分类号:D01D 5/00
专利分类号:D01D5/00
范畴分类:24A;
申请人:上海工程技术大学
第一申请人:上海工程技术大学
申请人地址:201620 上海市松江区龙腾路333号
发明人:李雪芹;辛斌杰;郑元生;刘岩;陈卓明
第一发明人:李雪芹
当前权利人:上海工程技术大学
代理人:王圣
代理机构:31293
代理机构编号:上海唯智赢专利代理事务所(普通合伙)
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计