12-辅助气管，13-加热圈，14-穿透式复合电极板电介质层，15-穿透式复合电极板金属层，16-复合平电极板电介质层，17-复合平电极板金属层，18-管螺纹接头。
【具体实施方式】
[0020]本发明提出了一种电场均匀稳定的多喷头熔体微分静电纺丝装置，如图所示，主要包括:挤出机1、金属软管2、分流板3、纺丝喷头4、穿透式复合电极板5、绝缘支撑杆6、复合平电极板7、高压静电发生器一 8、高压静电发生器二 9，内锥面喷头10、外锥面喷头11、辅助气管12、加热圈13、穿透式复合电极板电介质层14、穿透式复合电极板金属层15、复合平电极板电介质层16、复合平电极板金属层17和管螺纹接头18，挤出机I作为供料装置通过法兰和分流板3相连，分流板3接地，多个纺丝喷头4集成在一块热流道分流板3上，分流板3的流道设计使每个纺丝喷头4的熔体流量保持一致，根据纺丝材料的性质，可以选择性更换内锥面喷头10或者外锥面喷头11，喷头中心气管中有辅助气管12，通过调节辅助气管12的位置调节气流作用位置，使不同粘度的材料在不同气流速度作用下均能达到最佳气流辅助效果，纺丝喷头4分为内锥面喷头10和外锥面喷头11，内锥面喷头10是熔体通过环状狭缝被引导到纺丝喷头锥面尖端内侧，在重力作用下，熔体在内锥面上均布形成薄膜，在静电力拉伸作用下，锥面尖端熔体薄膜自组织拉伸成丝，外锥面喷头11是熔体通过环状狭缝被引导到纺丝喷头锥面尖端外侧，熔体在外锥面上形成薄膜，在静电力作用下，尖端薄膜被拉伸成丝，内锥面喷头10和外锥面喷头11结构上主要表现在纺丝喷头下端锥面布置形式的不同，纺丝喷头4外侧包裹加热圈13保持熔体最佳熔融纺丝温度，根据纺丝材料的不同，纺丝喷头4可方便更换，穿透式复合电极板5通过绝缘支撑杆6固定在分流板3下端，并且接高压静电发生器一 8，复合平电极板7置于穿透式复合电极板5下端，并且接高压静电发生器二 9，金属软管2通过管螺纹接头18与纺丝喷头上端气管管螺纹连接。
[0021]本发明一种电场均匀稳定的多喷头熔体微分静电纺丝装置，采用多电场耦合拉伸技术，第一级电场采用穿透式复合电极板5，带有和纺丝喷头个数相同的孔，穿透式复合电极板5有两部分组成，下面是穿透式复合电极板金属层15，上面叠加穿透式复合电极板电介质层14，电介质板材料可以是纸、木头、有机玻璃、玻璃、塑料、大理石等材料，穿透式复合电极板金属层15孔的直径要略大于穿透式复合电极板电介质层14上孔的直径，高压静电发生器一 8高压接线端子接在穿透式复合电极板金属层15，这样可以使电场均化的同时，削弱穿透式复合电极板金属层15孔周围边缘引起的电场集中现象，从而在保证电场拉伸作用的同时，避免孔边缘电场对纤维的吸附作用，使纤维能够顺利通过第一级电场，进而被第二级电场拉伸，第二级电场采用复合平电极板7，复合平电极板7有两部分组成，下面是复合平电极板金属层17，上面叠加复合平电极板电介质层16，电介质板材料可以是纸、木头、有机玻璃、玻璃、塑料、大理石等材料，高压静电发生器二 9高压接线端子接在复合平电极板金属层17，在保证所有纺丝喷头处的电场强度的同时，使电场均化，从而使各个纺丝喷头4均匀出丝，提高纤维的均匀性，穿透式复合电极板5和复合平电极板7的金属层和电介质层可以是简单的码放在一起，但是为了减小两层材料间空气层对电场的削弱和干扰作用，最好是通过粘接、热复合和共挤等方法使金属层和电介质层表面紧密结合在一起。
[0022]穿透式复合电极板5与纺丝喷头4尖端的距离调节为40mm，并且使穿透式复合电极板5的孔中心线和每个纺丝喷头4的中心线重合，复合平电极板7置于穿透式复合电极板5下方150mm处，在挤出机I料斗中加入聚丙烯(PP)颗粒，打开挤出机1，调节挤出温度为180°C，分流板2温度调节为200°C，纺丝喷头4的温度调节为240°C，待纺丝喷头4上锥面均匀分布熔体后，在金属软管2中通入常温高速气流，气流速度调节为8m/s，然后先打开高压静电发生器一 8，调节其电压为40kV，在均化电场的作用下，四个纺丝喷头均匀出丝，待出丝稳定后，打开高压静电发生器二 9，调节其电压为90kV，进行二级拉伸，至此该装置便可以稳定接收到直径在500nm-800nm的PP纳米纤维。
【主权项】
1.一种电场均匀稳定的多喷头熔体微分静电纺丝装置，其特征在于:主要包括挤出机、金属软管、分流板、纺丝喷头、穿透式复合电极板、绝缘支撑杆、复合平电极板、高压静电发生器一和高压静电发生器二等，挤出机作为供料装置通过法兰和分流板相连，多个纺丝喷头均布在分流板底面，分流板接地，穿透式复合电极板通过绝缘支撑杆固定在分流板下端，并且接高压静电发生器一，复合平电极板置于穿透式复合电极板下端，并且接高压静电发生器二，金属软管通过管螺纹接头与纺丝喷头上端气管管螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的一种电场均匀稳定的多喷头熔体微分静电纺丝装置，其特征在于:纺丝喷头分为内锥面喷头和外锥面喷头，内锥面喷头是熔体通过环状狭缝被引导到纺丝喷头锥面尖端内侧，熔体在内锥面上均布形成薄膜，锥面尖端熔体薄膜自组织拉伸成丝，外锥面喷头是熔体通过环状狭缝被引导到纺丝喷头锥面尖端外侧，熔体在外锥面上形成薄膜，尖端薄膜被拉伸成丝，纺丝喷头气管里面有辅助气管，辅助气管和纺丝喷头气管采用过渡配合，通过调节辅助气管的上下位置方便调节气流作用位置。
3.根据权利要求1所述的一种电场均匀稳定的多喷头熔体微分静电纺丝装置，其特征在于:穿透式复合电极板带有和纺丝喷头个数相同的孔，穿透式复合电极板有两部分组成，下面是一层带孔金属板，上面叠加一层带孔电介质板，金属板上孔的直径要略大于电介质板上孔的直径，高压静电发生器一高压接线端子接在带孔金属板层。
4.根据权利要求1所述的一种电场均匀稳定的多喷头熔体微分静电纺丝装置，其特征在于:复合平电极板为金属板上叠加电介质板，高压静电发生器二高压接线端子接在金属板层。
5.根据权利要求3或权利要求4所述的一种电场均匀稳定的多喷头熔体微分静电纺丝装置，其特征在于:电介质板材料可以是纸、木头、有机玻璃、玻璃、塑料或大理石。
6.根据权利要求3或权利要求4所述的一种电场均匀稳定的多喷头熔体微分静电纺丝装置，其特征在于:金属层和电介质层是简单地码放在一起，或是通过粘接、热复合和共挤等方法使金属层和电介质层表面紧密结合在一起。
【专利摘要】本发明公开了一种电场均匀稳定的多喷头熔体微分静电纺丝装置，主要包括挤出机、金属软管、分流板、纺丝喷头、穿透式复合电极板、绝缘支撑杆、复合平电极板、高压静电发生器一和高压静电发生器二等，挤出机作为供料装置通过法兰和分流板相连，多个纺丝喷头均布在分流板底面，穿透式复合电极板通过绝缘支撑杆固定在分流板下端，并且接高压静电发生器一，复合平电极板置于穿透式复合电极板下端，并且接高压静电发生器二，金属软管通过管螺纹接头与纺丝喷头上端气管管螺纹连接。本发明采用多电场耦合拉伸技术，在复合平电极板上面布置穿透式复合电极板，使纤维在气流和电场双重作用下，进一步减小纤维直径，避免金属电极板孔边缘电场对纤维吸附作用。
【IPC分类】D01D4-06, D01D5-00
【公开号】CN104630911
【申请号】CN201510033093
【发明人】杨卫民, 陈宏波, 谭晶, 李好义, 阎华 , 焦志伟, 谢鹏程, 丁玉梅
【申请人】北京化工大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月22日