一种无针式静电纺丝设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于静电纺丝装置技术领域，具体设及一种无针式静电纺丝设备。
【背景技术】
[0002] 随着纳米纤维应用领域的扩展，静电纺丝技术由于制备微纳米纤维的便捷性而备 受关注。另外，适用于静电纺丝的聚合物体系广泛。目前，静电纺丝方法已是公认的制备微 纳米纤维的最简单有效的重要手段之一，但自从1934年化rmalas发明静电纺丝技术W来， 静电纺丝法批量化制造纳米纤维一直没有得到大范围的推广和应用，主要原因一是静电纺 丝工艺的影响因素复杂；二是在规模应用中受到一些因素的限制，如用纺丝过程中针头堵 塞、针头之间电场相互排斥导致针电场分布不均和针头滴液、纺丝效率低下等。
[0003] 为提高静电纺丝的效率，首先是多喷头静电纺丝装置被发明，如Tomaszewski分别 采用直线、楠圆和圆形分布的喷头进行纺丝实验;Theron则试验了单针、屯针和9针方型排 布的方式。在多针头的方式下，当每个针的输液量大小分布不均导致某些针头的输液量大 于纺丝所需的量时，喷头末端的纺丝料液会形成液滴滴下，为了保证纺丝料液W恒定的压 力或流量输送到每个喷头上，电子化控制的多累多喷头静电纺丝机被研制，此设备采用多 个微量注射器精确控制每个喷头的输液量，但运种方法产业化的可操作性差，成本高。故 此，多喷头的方式对喷涂效率有一定的提高，但无法避免喷头间的静电排斥干扰和堵针的 问题。而且，无论是单针还是多针模式，如果采用自上而下的喷涂方式，随机性的滴液是无 法避免的。近年来，为提高效率，产生了漉式无针头或者是其它的旋转式的静电纺丝方式， 但在旋转的过程中敞开的料槽导致溶剂的快速挥发，从而纺丝过程中料液的粘度变化对纺 丝状态的稳定性和纳米纤维的质量造成了不良影响，或者是由于非连续性的供液方式导致 生产被迫中断。 【实用新型内容】
[0004] 针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种可避免出现上 述技术缺陷的无针式静电纺丝设备。
[0005] 为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案如下：
[0006] -种无针式静电纺丝设备，包括纺丝盒100、供料系统200、接收对电极300、高压电 源400和驱动系统500,其中：
[0007] 所述供料系统200与所述纺丝盒100相连接；
[000引所述接收对电极300位于所述纺丝盒100的上方，并接地；
[0009 ] 所述高压电源400的正电极与所述纺丝盒100相连，其负电极接地；
[0010] 所述驱动系统500设置在所述纺丝盒100的一端。
[0011] 进一步地，所述纺丝盒100包括纺丝喷头110、传动轴120、储料槽130、回流刮板 140、恒溫槽A150、密封盖160和电极接线柱180,其中：
[0012] 所述纺丝盒100为双层夹套箱体结构，内层为弧形的所述储料槽130,外层为长方 体形的所述恒溫槽A150;
[0013] 所述传动轴120的主体设置在所述储料槽130内，所述传动轴120穿过所述纺丝喷 头110,两端伸出所述储料槽130和所述恒溫槽A150外，其中一端连接所述驱动系统500;
[0014] 所述电极接线柱180穿过所述恒溫槽A150和所述储料槽130固定于所述储料槽130 的底部，并与所述高压电源400的正电极相连；
[0015] 所述回流刮板140固定在所述储料槽130上，所述纺丝喷头110可转动地插入所述 回流刮板140上开设的槽内；
[0016] 所述密封盖160罩在所述纺丝喷头110的上方。
[0017] 进一步地，所述纺丝喷头110为圆盘状组合体，包括圆形的支撑盘111和螺旋环 112,其中：
[001引所述支撑盘111位于所述纺丝喷头110的中屯、；
[0019] 所述螺旋环112位于所述支撑盘111的外缘；
[0020] 所述支撑盘111与所述螺旋环112之间的连接方式为嵌套连接或非永久性焊接或 导电性粘接；
[0021] 所述支撑盘111的直径为20mm-1000mm。
[0022] 进一步地，所述支撑盘111的直径优选为50mm-200mm。
[0023] 进一步地，所述螺旋环112是由一条尺寸均匀的丝线首尾相接构成的闭合螺旋环 状结构，构成所述螺旋环112的所述丝线的直径0 1为0. 所述螺旋环112的外径尺 寸为201-5001;所述螺旋环112的螺距P为01 -1觀〇01。
[0024] 进一步地，构成所述螺旋环112的丝线的直径01优选为0.3mm-2mm;所述螺旋环 112的外径尺寸优选为401-2001;所述螺旋环112的螺距P优选为501-10001。
[0025] 进一步地，所述纺丝喷头110的数目为1-100个，所述纺丝喷头110沿传动轴120的 轴向平行排列，所述纺丝喷头110的数目大于1时，所述纺丝喷头的间距D1为5-30cm。
[0026] 进一步地，所述回流刮板140为板状，从其一端的中间开设有间隙槽141，另一端为 结合端143,所述间隙槽141的两边形成两个翼板142,所述两个翼板142在所述结合端143结 合为一体，形成所述两个翼板142平行的叉状结构。
[0027] 进一步地，所述密封盖160可拆卸，对应于所述纺丝喷头110的位置开设有纺丝孔 161。
[0028] 本实用新型提供的无针式静电纺丝设备，纺丝喷头的主要组成部件螺旋环取代了 针头，解决了针式纺丝喷头的堵针、针头间的电场排斥和纺丝效率低下问题;准闭合供料回 路有效地抑制了纺丝过程中储料槽内的溶剂挥发，储料槽与储料罐的恒溫槽避免了环境溫 度变化导致的料液粘度变化;纺丝喷头结构简单，独立可拆卸，易于拆分、组合及清洗，解决 了大量纺丝针头的装卸和清洗等不便，降低维护及维修成本，提高了纺丝效率，便于规模化 生产，可W很好地满足实际应用的需要。
【附图说明】
[0029] 图1为本实用新型的立体结构示意图；
[0030] 图2为本实用新型的内部结构示意图；
[0031 ]图3为本实用新型的支撑盘和螺旋环的结构示意图；
[0032] 图4为图3的侧视图；
[0033] 图5为回流刮板、纺丝喷头和传动轴的结构示意图；
[0034] 图6为图5的侧视图；
[0035] 图中，100-纺丝盒；200-供液系统；300-接收对电极;400-高压电源；500-驱动系 统；110-纺丝喷头；120-传动轴；130-储料槽；140-回流刮板；150-恒溫槽A; 160-密封盖； 180-电极接线柱；111-支撑盘；112-螺旋环；141-间隙槽；142-翼板；143-结合端；161-纺丝 孔;210-储料罐;220-计量累;230-恒溫槽B; 240-输料管;250-进料口； 260-出料口； 270-揽 拌器;280-进水口； 290-出水口。
【具体实施方式】
[0036] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。
[0037] W下实施例均采用本实用新型的纺丝设备，纺丝料液为15%w/v的PVDF，其分子量 500000，纺丝料液的粘度范围为1600 ± 50cP;纺丝料液是通过将PVDF的粉末加入丙酬和DMF 的混合溶剂中，恒溫28°C，充分揽拌12h制得;接收对电极300为不诱钢漉，接收装置为包裹 于不诱钢漉表面的侣锥纸。
[003引实施例1
[0039] 如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，一种无针式静电纺丝设备，包括纺丝盒100、 供料系统200、接收对电极300、高压电源400和驱动系统500,其中：所述纺丝盒100为可拆卸 式，包括纺丝喷头110、传动轴120、储料槽130、回流刮板140、恒溫槽A150、密封盖160和电极 接线柱180;所述供料系统200与所述纺丝盒100相连接;所述接收对电极300位于所述纺丝 盒100的上方，并接地;所述高压电源400的正电极与所述电极接线柱180的下端相连，其负 电极接地;所述驱动系统500设置在所述传动轴120的一端，驱动系统500由互相连接的电机 驱动器和电机组成，电机与传动轴120相连接，电机驱动器控制电机的转动。
[0040] 环状纺丝喷头110的制作方法如下:首先，取粗细均匀直径01为0.3mm的一卷铜丝 线，将丝线卷绕成外径02为2001=20*化3=6mm的螺旋，螺距P为 10001 = 100*化3=30mm，支撑盘111的直径为50mm，截取一段与支撑盘111周长一致的螺 旋，长度为157mm，将此段螺旋的首尾焊接构成一个闭合的螺旋环112,支撑盘111的厚度为 6mm，在支撑盘111的外缘的中屯、处开一道深2mm的圆弧形槽，圆弧半径为3mm，然后将螺旋环 112嵌套于支撑盘111的外缘便构成一个