专利名称：一种直线型高效静电纺丝喷头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种静电纺丝喷头，属于静电纺丝领域。
背景技术：
由于纳米技术的快速发展，静电纺丝引起世界各国研究学者的关注，由静电纺丝制备的纳米纤维有其独特的特征，比如静电纺丝相对于其他纺丝方式制得的纳米丝可以很长，纤维直径更小，可达lnm，比表面积更大等。到目前为止，已报道大约100种聚合物可以利用静电纺丝制备出超细纤维。由静电纺丝制备出的纳米细丝可用作过滤材料，生物医药
功能材料，电极材料，增强材料，吸音材料等。目前静电纺丝技术还不成熟，仍然存在很多问题需要解决，比如静电纺丝纳米纤维的质量控制，静电纺丝产量低，工业应用投资相对较高，纳米纤维的力学性能表征问题等。本发明采用一种月牙型流道，使聚合物在流道内无残余，并且加热棒并行于流道，使加热更加均匀。这种直线型高效静电纺丝喷头，不仅可以提高纺丝效率而且能够提高纺丝质量。
发明内容
本发明提供了一种直线型高效静电纺丝喷头，与传统纺丝喷头相比，这种直线型喷头，通过主流道和月牙形流道，可使熔体在流道中更均匀的分布。同时，在月牙形流道两侧的超细喷口易于加工，克服以往毛细喷孔难加工的缺点。使用月牙形流道可使流道内熔体充分利用，加热棒并行于流道下方，使加热均匀。导流槽可对熔体二次分流，使流至水平料筒底部的熔体更均匀。本发明提供了一种直线型高效静电纺丝喷头，它包括主流道(2)、月牙形流道
(5)、直线喷口(8)和导流槽(9)。主流道(I)和月牙形流道(6)垂直，直线喷口(8)位于月牙形流道(5)左右底端处，直线喷头(8)和月牙形流道(5)的弧面相切，直线喷口在圆柱壁面中线处各开一个，垂直料筒(12)的加热圈(3)加在垂直料筒(12)外壁，月牙形流道(5)下方有加热棒(6 )，温控装置(4 )分别位于垂直料筒(12)和水平料筒(11)外壁。纺丝熔体从主流道(2)进入月牙形流道(5)，在月牙形流道中均匀分布，通过月牙曲面可使熔体更均匀有序的流向直线喷口(8)，加上静电场后，熔体通过直线喷头流到水平料筒(11)外壁，经过导流槽(9) 二次分流，从两侧喷头流出的熔体分别在水平料筒底端两侧聚集，形成多股均匀的喷射流。本发明提出的直线型高效静电纺丝喷头，喷头的流道采用月牙形能使物料充分利用，避免积料，也避免了熔融物料与空气的长时间接触，减少热氧降解；喷头的水平料筒底部为平面或上凹面，底部两侧设有导流槽，能使形成的更多更均匀的泰勒锥，大大提高了纺丝效率，适宜工业化生产。
图I是本发明一种直线型高效静电纺丝喷头半剖视2是本发明的左剖视图
图3是本发明的水平料筒剖视中1_垂直料筒壁；2_主流道；3_加热圈；4_热电偶；5_月牙形流道；6_加热棒；7_水平料筒壁；8_直线喷口 ；9_导流槽；10_封头；11-水平料筒；12-垂直料筒
具体实施例方式本发明一种直线型高效静电纺丝喷头，它主要包括垂直料筒(12)以及与垂直料筒(12 )通过焊接连接的水平料筒(11 )，水平料筒(11)内为月牙形流道(5 )，其中月牙形流道
(5)圆弧面的中心角为100°，半径为12_，月牙形流道(5)两侧为直线喷头(8)，与月牙形流道圆弧面相切，直线喷口(8)缝隙宽为O. 3mm，用于物料预热的上加热圈(3)位于垂直 料筒(12)下部，用于加热物料的加热棒(6)位于水平料筒(11)内月牙形流道(5)正下方，夕卜径为8mm，热电偶(4)通过钻孔固定在垂直料筒(12 )和水平料筒(11)上，封头(7 )焊接在水平料筒壁(7 )上，导流槽(9 )设在靠近底部的壁面上。纺丝步骤首先，将垂直料筒(12)下部的加热圈(3)设定一个较低温度，对物料进行预热，将加热棒(6)设定一个较高温度，然后将纺丝物料加进垂直料筒(12)，熔体熔融后，月牙形流道(5)内物料流向直线喷口(8)。最后，等到喷口外有不脱落的熔体滴时，加上静电场，熔体液滴沿水平料筒(11)外壁向下流至导流槽(9)，经过导流槽(9) 二次分流，使熔体液滴分布更加均匀，熔体在水平料筒(11)底部平面在电场作用下形成泰勒锥，可纺出多股均匀细丝。
权利要求
1.一种直线型高效静电纺丝喷头，它包括主流道(2)、月牙形流道(5)、直线喷口(8)和导流槽(9)，其特征在于，主流道(2)和月牙形流道(5)垂直，直线喷口(8)位于月牙形流道(5)左右底端处，直线喷口(8)在水 平料筒(11)中线处各开一个，水平料筒底部两侧设有导流槽(9 )，垂直料筒(12)的保温层(3 )加在垂直料筒(12 )外壁，月牙形流道(5 )下方有加热棒(6)，热电偶(4)分别位于垂直料筒(12)和水平料筒(11)外壁。
2.根据权利要求I所述的一种直线型高效静电纺丝喷头，其特征在于水平料筒(11)里流道为月牙形流道(5)或底面向上凹的流道。
3.根据权利要求I所述的一种直线型高效静电纺丝喷头，其特征在于月牙形流道(5)底端的壁面上有直线喷口(8)或间隔的孔。
4.根据权利要求I所述的一种直线型高效静电纺丝喷头，其特征在于直线喷口(8)与流道(6)圆弧面相切且直线喷口水平线的夹角大于O度，优选范围为30-60度。
5.根据权利要求I所述的一种直线型高效静电纺丝喷头，其特征在于水平料筒(11)靠近底部的壁面两侧设有导流槽(9)，导流槽深度大于O. 2毫米。
6.根据权利要求I所述的一种直线型高效静电纺丝喷头，其特征在于月牙形流道(5)的加热装置即加热棒(6 )位于水平料筒(11)内，也可以采用流体加热代替加热棒。
7.根据权利要求I所述的一种直线型高效静电纺丝喷头，其特征在于水平料筒(11)底部为平面或上凹面。
全文摘要
本发明公开了一种直线型高效静电纺丝喷头，其适用于聚合物熔体静电纺丝。该直线型高效静电纺丝喷头包括主流道、月牙形流道、直线形喷口、导流槽和加热温控装置。聚合物熔体通过主流道进入月牙形流道，通过月牙形导流面，熔体可流向圆柱壁面上的直线形喷口，从圆柱壁两侧流出的聚合物通过外壁面流向水平料筒底端，经过导流槽实现熔体二次分流，加上静电场后，在底端两侧分别形成多股均匀喷射流。本发明解决了喷头内有残余物料的问题，且纺丝效率高，适宜工业化生产。
文档编号D01D4/02GK102953129SQ20121049128
公开日2013年3月6日 申请日期2012年11月27日 优先权日2012年11月27日
发明者刘勇, 宋天丹, 夏令涛, 李秀红, 王克俭, 郭鸿霖 申请人:北京化工大学