一种制备纳米纤维的静电纺丝设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及纳米纤维制备领域，特别是一种通过静电纺丝技术制备纳米纤维的静电纺丝设备。
【背景技术】
[0002]静电纺丝技术是利用静电力从溶剂中制备超细纤维或者纱线，通常在纳米到微米尺寸。液滴在电场作用下带电荷，静电力会中和表面张力使液滴发生变形，当静电力大于表面张力到一定程度后，液滴会形成喷射细流，细流在喷射过程中分裂并且溶剂蒸发，最终得到纳米纤维。在喷出细流的地方会形成泰勒锥。如果液滴的分子间作用力足够大，细流就不会分裂，会形成一束带电细流。
[0003]传统的设备不能满足稳定生产实用纳米纤维的需要，原因是纺丝在生产中的环境不能控制及调节，此外由于纺丝溶液75%以上是溶剂，有机溶剂会造成有害物质的排放，污染环境。
[0004]因此，有必要提供一种新的制备纳米纤维的静电纺丝设备来解决上述问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种稳定、环保的制备纳米纤维的静电纺丝设备。
[0006]本发明通过如下技术方案实现上述目的:一种制备纳米纤维的静电纺丝设备，包括纤维制备箱、与纤维制备箱连接的高压电源及供液装置，所述静电纺丝设备还包括控制系统和环境控制装置，所述环境控制装置包括两端均与所述纤维制备箱连通的循环管、串联于所述循环管上的冷凝干燥器和高压风机，所述纤维制备箱内还设有与所述循环管连接的氛围气体出口，所述冷凝干燥器和高压风机均与所述控制系统电性连接。
[0007]进一步的，所述循环管上还设有流量控制阀和气体循环阀，所述流量控制阀位于所述冷凝干燥器与所述氛围气体出口之间，所述气体循环阀位于高压风机与纤维制备箱之间。
[0008]进一步的，所述循环管上设有进气口和排气口，所述进气口上设有进气阀，所述排气口上设有排气阀。
[0009]进一步的，所述环境控制装置还包括位于所述循环管内的第二温度传感器和第二气压传感器，所述第二温度传感器和第二气压传感器均与所述控制系统电性连接。
[0010]进一步的，所述纤维制备箱内设有发生器、位于所述发生器正上方的接收器、与所述接收器连接的接收器高度调控台，所述发生器与所述接收器之间设有衬底，所述衬底的两端分别连接有放卷轴和收卷轴，所述衬底的底部设有厚度传感器。
[0011]进一步的，所述接收器高度调控台、所述放卷轴、所述收卷轴、所述厚度传感器均与所述控制系统电性连接。
[0012]进一步的，所述厚度传感器为光学传感器或电容传感器。
[0013]进一步的，所述纤维制备箱内还设有湿度传感器、第一温度传感器、氛围气体浓度传感器和第一气压传感器，所述湿度传感器、第一温度传感器、氛围气体浓度传感器和第一气压传感器均与所述控制系统电性连接。
[0014]进一步的，所述供液装置包括与所述发生器连接的输液管，所述输液管上依次串联有储液槽、液栗和高压隔离器，所述高压隔离器位于所述发生器与所述液栗之间。
[0015]进一步的，所述液栗与所述控制系统电性连接。
[0016]与现有技术相比，本发明的有益效果是:通过环境控制装置和控制系统的设置，能够有效的控制纳米纤维制备过程中的各项参数，保证制备环境的稳定，同时环境控制装置能够对溶剂进行回收，避免对环境造成污染，具有自动化程度高、产品质量稳定、无污染的优点。
【附图说明】
[0017]图1是本发明的结构示意图。
[0018]图2是发生器与接收器的结构位置示意图。
[0019]图3是发生器与接收器的另一结构位置示意图。
【具体实施方式】
[0020]请参阅图1，一种制备纳米纤维的静电纺丝设备，包括纤维制备箱1、高压电源2、环境控制装置3、供液装置4、控制系统5，纤维制备箱1、高压电源2、环境控制装置3、供液装置4均与控制系统5电性连接，高压电源2、环境控制装置3、供液装置4均与纤维制备箱I连接。
[0021]纤维制备箱I为封闭式，其内部设有发生器101、位于发生器101正上方的接收器102、与接收器102连接的接收器高度调控台103，发生器101与接收器102的两端分别与高压电源的正负极连接，发生器101与接收器102之间的距离通过接收器高度调控台103调控，接收器高度调控台103的调控方式包括直线电机或旋转电机联动螺杆驱动升降或油压以及气压驱动升降，距离的可调范围为从1cm至50cm，较理想的范围为15cm至30cm，距离太短丝的质量可能有问题，太远需要太高的电压以及无法纺丝。如图2所示，如果接收器102的尺寸应远远大于发生器101，接收器中心区域的电场是比较均匀可以得到均匀的纳米纤维112分布；如果接收器与发生器之间的距离为X，接收器的边缘要长出发生器的边缘y最少为X的I倍以上，较好的为1.5倍以上，更好的为2倍以上。如图3所示，或者改变接收器边缘的形状从锐角到钝角，表面弧度r的半径应大于2cm，较好为大于3cm，更好的大于5cm。
[0022]发生器101与接收器102之间设有衬底113，衬底113的两端分别连接有放卷轴104和收卷轴105，衬底113的底部设有厚度传感器106，卷对卷的连续收集是常见、较理想的收集模式，纳米纤维112附着在移动的衬底上，放卷轴104控制张力，收卷轴105控制衬底移动速度，纳米纤维的厚度可以通过厚度传感器反聩至收卷轴的转速控制，保证产品厚度的均匀性。所述厚度传感器为光学传感器或电容传感器，较薄的衬底以及纳米纤维厚度采用光学传感器检测，较厚的衬底和纺丝可以考虑材料通过双金属片所形成电容传感器检测。张力必须可调，较薄和较弱的衬底需加较小的张力，反之较厚很硬的衬底需加较大的张力。
[0023]纤维制备箱I内还设有氛围气体出口 107、湿度传感器108、第一温度传感器109、氛围气体浓度传感器110、第一气压传感器111，氛围气体出口 107用于输出氛围气体至纤维制备箱I内，湿度传感器108用于检测纤维制备箱I的湿度，第一温度传感器109用于检测纤维制备箱I内的温度，氛围气体浓度传感器110用于检测纤维制备箱I内氛围气体的浓度，第一气压传感器111用于检测纤维制备箱I内的气压。
[0024]环境控制装置3包括两端均与纤维制备箱I连通的循环管309、串联于循环管309上的冷凝干燥器301和高压风机302，循环管309的一端与氛围气体出口 107连接，循环管309上设有进气口 310和排气口 311，进气口 310上设有进气阀305，排气口 311上设有排气阀307，循环管309上还设有流量控制阀303和气体循环阀306，流量控制阀303位于冷凝干燥器301与氛围气