一種全密封靜電紡絲裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于靜電紡絲裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種全密封靜電紡絲裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，世界上許多國(guó)家和地區(qū)都在進(jìn)行靜電紡絲法制納米纖維的研究，用靜電紡絲法制得的纖維比傳統(tǒng)的復(fù)合紡絲法制得的纖維細(xì)得多，直徑一般在幾十納米至I μ m之間，最小直徑可達(dá)lnm。隨著近年來(lái)納米技術(shù)的不斷發(fā)展，靜電紡絲已成為制備納米纖維的重要方法，因而備受關(guān)注。靜電紡絲法應(yīng)用廣泛，從人工合成高分子到天然高分子，凡是可溶可熔高分子均可使用靜電紡絲的方法進(jìn)行加工，例如聚乙烯醇、聚丙烯腈、纖維素、膠原蛋白、DNA復(fù)合體等，并可以在紡絲過(guò)程中加入抗生物質(zhì)、納米粒子等功能材料，制備出各種功能性纖維。
[0003]眾所周知，傳統(tǒng)的針式靜電紡絲，產(chǎn)量低是制約產(chǎn)業(yè)化的最大技術(shù)瓶頸。為此，相關(guān)企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)均投入大量的人力物力進(jìn)行研究，根據(jù)國(guó)內(nèi)外研究人員在靜電紡絲產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域的相關(guān)研究來(lái)看，目前比較適合于規(guī)模化紡絲的設(shè)計(jì)方式主要有兩種:
[0004]I)多針?lè)绞?多針?lè)绞绞菃吾樚囟ǚ绞较聰?shù)量的擴(kuò)展，以便進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)和獲得面積大、均勻性好的纖維網(wǎng)。多針?lè)绞降囊?guī)?；o電紡絲技術(shù)以德國(guó)的FreudenburgNonowoven、美國(guó)的Finetex Technology Inc.、eSpin Technologies、Nanomatrix和韓國(guó)的T0PTECH等公司為代表。但是，多針?lè)绞阶钪饕膯?wèn)題是針頭之間的電場(chǎng)存在相互干擾，不對(duì)稱的電場(chǎng)會(huì)造成單針的射流呈現(xiàn)明顯的偏移。雖然通過(guò)增加電場(chǎng)輔助裝置和改變針頭的布置形式，可以減小針頭之間電場(chǎng)的相互影響，但并不能徹底避免，同時(shí)多針的設(shè)計(jì)還存在裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，針頭易堵塞、針頭數(shù)量受限制、各針頭的流量均勻性不易控制、供料系統(tǒng)復(fù)雜等問(wèn)題，這些因素限制了多針式靜電紡絲裝置的大規(guī)模生產(chǎn)的應(yīng)用。
[0005]2)無(wú)針?lè)绞?為克服針式紡絲方式的固有缺點(diǎn)，相關(guān)機(jī)構(gòu)開(kāi)始著手無(wú)針?lè)绞届o電紡絲裝置的研發(fā)。理論而言，要增加單位時(shí)間內(nèi)靜電紡絲的產(chǎn)量就要設(shè)法在聚合物溶液的自由表面制造盡可能多的泰勒錐，即自由表面擾動(dòng)。例如國(guó)際專利W02005024101提供了一種無(wú)針靜電紡絲設(shè)備。該設(shè)備包括一個(gè)部分浸泡于在聚合物溶液中的滾筒形電極(纖維發(fā)生器)和距纖維發(fā)生器一定距離的纖維收集器(對(duì)電極)。當(dāng)加載的聚合物溶液位于滾筒電極和纖維收集器形成的電場(chǎng)中并且電場(chǎng)強(qiáng)到足以使?jié)L筒表面的液體形成泰勒錐時(shí)，滾筒的表面就可以紡出納米纖維。由于電場(chǎng)在滾筒中間部分的強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于滾筒兩端，制備的納米纖維細(xì)度很不均勻。迪肯大學(xué)林童教授的國(guó)際專利W02010/043002和發(fā)明人為趙曉利的國(guó)內(nèi)專利201020650021.5，用彈簧和螺旋葉片代替了滾筒，雖然在某種程度上解決了滾筒式旋轉(zhuǎn)電極電場(chǎng)強(qiáng)度分布不均的問(wèn)題，改善了電場(chǎng)的分布的均勻性和穩(wěn)定性，提高了單位長(zhǎng)度紡絲電極的紡絲效率，提高了纖維直徑分布的質(zhì)量，但無(wú)論是彈簧狀螺旋還是螺旋葉片都是一個(gè)連續(xù)的旋轉(zhuǎn)的裝置，這種裝置固有的特征導(dǎo)致沒(méi)有合適的方法對(duì)體系進(jìn)行封閉，對(duì)于有機(jī)溶劑體系而言，紡絲過(guò)程中開(kāi)放的料液體系會(huì)造成溶劑的過(guò)度揮發(fā)，從而難以保證料液粘度的一致性，影響紡絲工藝的穩(wěn)定性?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0006]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種可避免出現(xiàn)上述技術(shù)缺陷的全密封靜電紡絲裝置。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0008]一種全密封靜電紡絲裝置，包括料液槽3、螺旋導(dǎo)軌2、金屬絲1、牽引清洗裝置4、底座7和豎板8，其中:
[0009]所述豎板8垂直固定在所述底座7上；
[0010]所述牽引清洗裝置4設(shè)置在所述底座7上；
[0011 ] 所述料液槽3設(shè)置在所述豎板8上；
[0012]所述螺旋導(dǎo)軌2嵌入所述料液槽3的頂面，且螺旋導(dǎo)軌2的下半部分位于所述料液槽3的內(nèi)部，上半部分露在所述料液槽3的外部；
[0013]所述金屬絲I穿過(guò)所述料液槽3和所述牽引清洗裝置4，并部分地纏繞于所述螺旋導(dǎo)軌2上。
[0014]進(jìn)一步地，所述金屬絲I的直徑為0.lmm-2mm。
[0015]進(jìn)一步地，所述螺旋導(dǎo)軌2的螺距為5mm-400mm。
[0016]進(jìn)一步地，所述螺旋導(dǎo)軌2由PTFE材料制成。
[0017]進(jìn)一步地，所述全密封靜電紡絲裝置還包括納米纖維收集裝置6和高壓發(fā)生裝置5，所述高壓發(fā)生裝置5的兩個(gè)電極分別與所述料液槽3和所述納米纖維收集裝置6相連接。
[0018]本實(shí)用新型提供的全密封靜電紡絲裝置達(dá)到的有益技術(shù)效果為:1)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低廉，易于維護(hù)；2)各個(gè)螺旋導(dǎo)軌上的金屬絲供料均勻，供液量大，適合大規(guī)模生產(chǎn)；3)在一定程度上解決了滾筒式旋轉(zhuǎn)電極電場(chǎng)強(qiáng)度分布不均的問(wèn)題，改善了電場(chǎng)的分布的均勻性和穩(wěn)定性；4)解決了傳統(tǒng)無(wú)針紡裝置密封性問(wèn)題，防止溶劑的過(guò)度揮發(fā)，保證料液粘度的一致性，使紡絲工藝過(guò)程更加穩(wěn)定，可以很好地滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為圖1的另一個(gè)角度的視圖；
[0021]圖3為本實(shí)用新型的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖中，1-金屬絲；2_螺旋導(dǎo)軌；3_料液槽；4_牽引清洗裝置；5_高壓發(fā)生裝置；6-納米纖維收集裝置；7_底座；8_豎板。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0024]實(shí)施例1
[0025]如圖1和圖2所示，一種全密封靜電紡絲裝置，包括料液槽3、螺旋導(dǎo)軌2、金屬絲1、牽引清洗裝置4、底座7和豎板8，其中:所述豎板8垂直固定在所述底座7上；所述牽引清洗裝置4設(shè)置在所述底座7上；所述料液槽3設(shè)置在所述豎板8上；所述螺旋導(dǎo)