27]熔融静电纺丝法可使用热可塑形材有聚酯纤维，聚酰胺，聚烯烃，聚氨酯(PU)等。聚酯纤维如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，聚乳酸(PLA)等，聚酰胺有尼龙系列(NYL0N66、NYL0N6)，聚烯烃有聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)，聚苯乙烯(PS)等均可成为纳米纤维原材料。
[0128]如上述说明，熔融静电纺丝法制造纳米纤维可达到下列效应。
[0129](I)高压电源起静电诱导作用，无导线电流流通，可对应多组喷头
[0130](2)不使用有机溶剂，热可塑高分子加热成液体状，使用高压高温空气和静电生成纳米纤维，无有机溶剂的挥发，消除爆炸的可能。
[0131](3)消除静电的堆积干挠和离子风的影响，可生产出均衡厚度的纳米纤维层。
[0132](4)防止喷头前端的静电荷量减少，可长时间作业。
[0133](5)高分子液体一侧接地，不会发生漏电现象。
[0134](6)多喷头组成的单元，便于生产，提高产量，降低了成本。
[0135](7)设备构造简单便于操作和维护。
[0136](8)熔融静电纺丝设备制造出来的纳米纤维，可用于油水分离，回收油质。
[0137](9)熔融静电纺丝设备制造出来的纳米纤维可用于水质净化，海水淡化和污水的处理。
[0138]以下配合附加的图示对熔融静电纺丝加以说明
[0139]图3中8是热可塑性高分子的熔化机构，5是熔化后喷吐高分子聚合物的高分子聚合物喷头，6是将熔化的热可塑性高分子从高分子聚合物喷头喷5出来将其延伸的高温高压空气喷头；7是设在喷出融化后高分子聚合物喷头5的前面让高分子带上静电的电极(也即静电发生器)，9是遮断用于诱导静电纳米纤维的静电场干挠用的遮断绝缘板。
[0140]纳米纤维的生成过程:热可塑性高分子聚合物I在熔化机构8上加热熔化，熔化后的高分子从高分子聚合物喷头5吐出，同时高压气体2从高温高压空气喷头6喷出将熔化的高分子拉伸延长。同时静电发生器7和高分子聚合物喷头5之间加上高压电压产生静电，使高分子带上同极静电，同样电荷之间产生排斥作用使高分子在凝固前更能延伸，制造出纳米纤维。
[0141]高分子的拉伸力靠高速高温空气支配，高速高温的气流造成了以高温高速气流为中心带动周围空气缓慢气流形成的气压差气流。熔化高分子从缓慢流进入高速中心被拉伸成形。需要一个缓流层，才不至于高分子在未固化前被拉断。
[0142]高速气流的速度过高，没有慢慢提高流速的缓流层，气压差大，高分子在固化前被打碎，形成不了长纤维。如图4所示。在本发明的压力和温度范围内可形成缓流层
[0143]高分子的吐出口 5与高速高压喷出口 6的间距可调节。距离太近，气压差太大，高分子得不到延伸，容易成为粒子。在本发明的压力和温度范围内，可适当调节。
[0144]这里，高速高温空气喷头6与高分子吐出口的位置关系可调节。距离太远，第一不会被高速气流卷入，第二高分子的温度下降粘度提高。在本发明的压力和温度范围内，可适当调节。
[0145]同时熔化的高分子与空气接触也会急速冷却，粘度提高。
[0146]这里如图5所示，在高温高速空气喷头6前部设置有一个加热器。压缩空气加热后急速膨胀，高速气体得到更快加速。同时空气加热到熔化的高分子温度以上延缓液态高分子的冷却速度。
[0147]如图3所示，热熔化机构8将热可塑性高分子熔化后推到附加有高压静电的喷头5后吐出。熔化的高分子带上电荷，熔化高分子之间由于同性电荷的相互排斥(库仑力作用)和高速高温风力的作用下，纤维更加细小。收集器10带上不同电极静电，将带上电荷的纳米纤维吸引收集形成纳米纤维膜。这样收集的纳米纤维膜可以利用作为服装材料，隔热材料，吸音材料，吸油材料等。
[0148]本发明得到的纳米纤维是长纤维，使用便利。
[0149]本发明不止以上说明的利用范围，随着今后技术的发展，可以利用其超大的比表面积特性(许多的反应只能在物质表面产生)，纳米纤维分子间的作用力等纳米纤维所特有性能，期待着在更深层次的医疗技术，民用生活，航天科技领域的开发。大量生成纳米纤维的技术具有极高的发明价值。
[0150]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的实质技术内容范围，本发明的实质技术内容是广义地定义于申请的权利要求范围中，任何他人完成的技术实体或方法，若是与申请的权利要求范围所定义的完全相同，也或是一种等效的变更，均将被视为涵盖于该权利要求范围之中。
[0151]在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
【主权项】
1.一种熔融静电纺丝装置，其中，所述装置利用高温高速空气和静电使高分子聚合物形成纳米纤维，包括: (a)可将可熔性高分子聚合物热熔化的熔化机构； (b)连接所述(a)的熔化机构并将熔化后的高分子聚合物进行喷吐的高分子聚合物喷头; 所述高分子聚合物进行喷吐的高分子聚合物喷头前面设有静电发生器以及使得高分子聚合物喷吐后带上静电的机构； (C)将(b)中喷吐出来的高分子聚合物拉伸的高温高压空气喷头，其中所述高温高压空气喷头周围设有对高压空气进行加热的加热机构； 所述高温为100?800°C ;所述高压为0.1MPa?0.5MPa ； (d)设在(C)的高温高压空气喷头下游的防止静电干涉的绝缘板； (e)设在所述(d)的防止静电干涉的绝缘板下游的纳米纤维接收装置。2.如权利要求1所述的熔融静电纺丝装置，其特征在于，所述(a)的可熔性高分子聚合物为多种或单一的热塑型高分子聚合物。3.如权利要求2所述的熔融静电纺丝装置，其特征在于，所述(a)的可熔性高分子聚合物为多种或单一的热塑型高分子聚合物粒子。4.如权利要求1所述的熔融静电纺丝装置，其特征在于，所述(b)的高分子聚合物喷头上覆盖防止散热的隔热材料。5.如权利要求1所述的熔融静电纺丝装置，其特征在于，所述(b)的高分子聚合物喷头与所述(C)的高温高压空气喷头之间的匹配关系可选自如下组合: 单一的高温高压空气喷头匹配单个的高分子聚合物喷头； 单一的高温高压空气喷头匹配多个的高分子聚合物喷头； 多组的单一高温高压空气喷头匹配单个的高分子聚合物喷头；或是 多组的单一高温高压空气喷头匹配多个的高分子聚合物喷头。6.—种如权利要求1所述的熔融静电纺丝装置的静电纺丝方法，其中，包括如下步骤: (a)采用熔化机构将可熔性高分子聚合物热熔化； (b)采用高分子聚合物喷头将熔化后的高分子聚合物进行喷吐； 所述高分子聚合物喷头前面设有静电发生器，以使得高分子聚合物喷吐后带上静电； (C)通过高温高压空气喷头将喷吐出来的高分子聚合物迅速拉伸； (d)通过绝缘板防止喷吐出来的高分子聚合物产生静电干涉； (e)设置在绝缘板下游的纳米纤维接收装置对拉伸后的高分子聚合物进行接收，得到纳米纤维。7.如权利要求6所述的静电纺丝方法，其特征在于，所述方法的产量不低于3KG/小时。8.—种如权利要求6所述的方法得到的纳米纤维。9.如权利要求8的纳米纤维，其特征在于，所述纳米纤维的直径为200?lOOOnm，优选500 ?800nm。10.一种如权利要求7所述的纳米纤维的制品，其特征在于，所述制品为隔热性材料、吸音材料、去除油脂与微小物质的高效过滤膜。
【专利摘要】本发明提供一种熔融静电纺丝装置，其中，所述装置利用高温高速空气和静电使高分子聚合物形成纳米纤维，包括：(a)可将可熔性高分子聚合物热熔化的熔化机构；(b)连接所述(a)的熔化机构并将熔化后的高分子聚合物进行喷吐的高分子聚合物喷头；所述高分子聚合物进行喷吐的高分子聚合物喷头前面设有静电发生器以及使得高分子聚合物喷吐后带上静电的机构；(c)将(b)中喷吐出来的高分子聚合物拉伸的高温高压空气喷头，其中所述高温高压空气喷头周围设有对高压空气进行加热的加热机构；所述高温为100～800℃；所述高压为0.1MPa～0.5MPa；(d)设在(c)的高温高压空气喷头下游的防止静电干涉的绝缘板；(e)设在所述(d)的防止静电干涉的绝缘板下游的纳米纤维接收装置。
【IPC分类】D01D5/00, D04H1/728
【公开号】CN105019039
【申请号】CN201410180611
【发明人】崔建中, 张蓉
【申请人】崔建中
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2014年4月30日
【公告号】WO2015165272A1