一种圆盘形无针式静电纺丝装置及其工作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111058102A(43)申请公布日2020.04.24(21)申请号202010006835.3(22)申请日2020.01.03(71)申请人西安工程大学地址710000陕西省西安市临潼区陕鼓大道58号(72)发明人魏亮孙润军刘呈坤毛雪董子靖董洁(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人李晓晓(51)Int.Cl.D01D5/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种圆盘形无针式静电纺丝装置及其工作方法(57)摘要本发明公开的一种圆盘形无针式静电纺丝装置及其工作方法，属于纺织机械和纳米纤维产业化制备技术领域。包括纺丝液供料系统、喷头、直线往复系统、金属辊筒、高压电源和自动控制系统；圆盘形无针式的喷头能够盛装高聚物纺丝液，当纺丝溶液溢满喷头时，喷头的碟形边能够使纺丝溶液边缘处呈现一定液面弧度，施加电压后纺丝溶液受到的电场力克服溶液表面张力和粘滞阻力，形成许多微小的“泰勒锥”，从而在喷头碟形边缘处形成多根射流，喷头直线往复移动，使制备的纳米纤维均匀的沉积在旋转的金属辊筒上，制备出均匀的纳米纤维膜。该装置结构设计合理，能够通过空间对称的电场形成均匀、稳定的多射流，自动化程度高，能够实现纳米纤维的批量生产。CN111058102ACN111058102A权利要求书1/1页1.一种圆盘形无针式静电纺丝装置，其特征在于，包括纺丝液供料系统、喷头(6)、直线往复系统、金属辊筒(14)、高压电源(12)和自动控制系统；喷头(6)包括圆盘形的喷头本体(6-4)，喷头本体(6-4)上设有出液孔(6-1)，出液孔(6-1)连接有纺丝液通道(6-2)，喷头本体(6-4)具有碟形边(6-3)；喷头本体(6-4)固定在直线往复系统上，纺丝液通道(6-2)通过蠕动泵(4)与纺丝液供料系统连接，出液孔(6-1)正对金属辊筒(14)；金属辊筒(14)连接有第一电机(13)；高压电源(12)的正极与喷头本体(6-4)，高压电源(12)的的接地线与金属辊筒(14)连接；蠕动泵(4)、直线往复系统、高压电源(12)和第一电机(13)均分别与自动控制系统连接。2.根据权利要求1所述的圆盘形无针式静电纺丝装置，其特征在于，碟形边(6-3)与喷头本体(6-4)的夹角为120°～150°。3.根据权利要求1所述的圆盘形无针式静电纺丝装置，其特征在于，碟形边(6-3)的高度为喷头本体(6-4)直径的8％～12％，碟形边(6-3)的厚度为喷头本体(6-4)直径的0.1％～5％。4.根据权利要求1所述的圆盘形无针式静电纺丝装置，其特征在于，出液孔(6-1)直径为喷头本体(6-4)直径的7％～10％。5.根据权利要求1所述的圆盘形无针式静电纺丝装置，其特征在于，直线往复系统包括直线往复移动装置(8)和直线往复导向装置(9)，喷头本体(6-4)通过喷头基座(7)固定在直线往复移动装置(8)上，直线往复移动装置(8)连接有第二电机(10)，直线往复移动装置(8)与直线往复导向装置(9)连接，第二电机(10)与自动控制系统连接。6.根据权利要求1所述的圆盘形无针式静电纺丝装置，其特征在于，喷头(6)的材质为铜，金属辊筒(14)的材质为铝。7.根据权利要求1所述的圆盘形无针式静电纺丝装置，其特征在于，纺丝液供料系统包括贮液罐(1)和耐高压绝缘输液管(3)，耐高压绝缘输液管(3)与纺丝液通道(6-2)连接，蠕动泵(4)设在耐高压绝缘输液管(3)上。8.根据权利要求1所述的圆盘形无针式静电纺丝装置，其特征在于，出液孔(6-1)设在喷头本体(6-4)的圆心处。9.根据权利要求1～8任意一项所述的圆盘形无针式静电纺丝装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在自动控制系统内输入圆盘形无针式静电纺丝装置的工作参数；2)开启蠕动泵(4)，纺丝液供料系统将纺丝液(2)依次经纺丝液通道(6-2)和出液孔(6-1)输送至喷头本体(6-4)，当纺丝液(2)充满喷头本体(6-4)而不溢出碟形边(6-3)时关闭蠕动泵(4)；3)打开第一电机(13)，待金属辊筒(14)达到预定转速时打开直线往复系统，使喷头(6)达到预定速度做直线往复运动后打开高压电源(12)，达到预定电压后打开蠕动泵(4)，纺丝液(2)在碟形边(6-3)边缘形成多根射流(5)飞向金属辊筒(14)，形成纳米纤维沉积在金属辊筒(14)上。2CN111058102A说明书1/5页一种圆盘形无针式静电纺丝装置及其工作方法技术领域[0001]本发明属于纺织机械和纳米纤维产业化制备技术领域，具体涉及一种圆盘形无针式静电纺丝装置及其工作方法。背景技术[0002]随着纳米材料领域的兴起，纳米纤维的制备技术及应用研究成为当前