專利名稱：一種制備超細材料的高速流體電噴射方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超細材料的制備方法及系統(tǒng)，尤其是一種將高速流體技術(shù)與電流體力學(xué)噴射技術(shù)結(jié)合制備超細材料的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，包括超細粉末及超細纖維在內(nèi)的超細材料由于具有高的比表面積、細小的孔洞等特點因而在醫(yī)藥、催化、分離、防護、化妝品、紡織品等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價值，從而受到了人們的高度關(guān)注。目前人們通過高速流體技術(shù)(包括撞擊流技術(shù))、電流體力學(xué)噴射技術(shù)包括電噴與電紡技術(shù)、溶膠-凝膠技術(shù)、氣相共沉積技術(shù)、水熱技術(shù)、球磨技術(shù)、自組裝技術(shù)、犧牲模板技術(shù)來制備超細材料，其中高速流體技術(shù)、電噴技術(shù)、溶膠-凝膠技術(shù)、氣相共沉積技術(shù)、水熱技術(shù)及球磨技術(shù)已經(jīng)在實際生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，而電紡技術(shù)、自組裝技術(shù)及犧牲模板技術(shù)等技術(shù)尚處于研發(fā)階段。然而目前高速流體技術(shù)所得到的超細材料或者尺寸尚太大，如通過高速流體所制備的無紡布，其纖維的直徑尺寸在幾十微米以上，或者制備方法復(fù)雜，如通過高速流體碰撞氣相反應(yīng)沉積制備超細粉體需要很復(fù)雜昂貴的系統(tǒng)。而電噴技術(shù)則廣泛應(yīng)用于質(zhì)譜、發(fā)動機、材料干燥、顆粒制造、薄膜制造、農(nóng)藥噴灑等領(lǐng)域，但制備的顆?；蛘叱叽缣笕绮捎酶咚賴婌F技術(shù)或者不能大規(guī)模制備超細材料如采用超聲噴霧技術(shù)，因此應(yīng)用領(lǐng)域局限于一定范圍之內(nèi)，而電紡技術(shù)制備的超細纖維則由于其產(chǎn)量低不能與工業(yè)化大生產(chǎn)相結(jié)合，因而尚難于獲得大規(guī)模應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種將高速流體技術(shù)與電流體力學(xué)噴射技術(shù)相結(jié)合以大規(guī)模制備超細顆?；蛘呃w維的方法及系統(tǒng)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種制備超細材料高速流體電射流方法，其特征是包括以下步驟
a、首先使被加工材料流體化；b、其次使上述已流體化的被加工材料荷電高速流動以制備超細材料，其體積流速介于10毫升/小時～10立方米/秒，線流速介于1.5毫米/秒～1000米/秒，且流體的線流速在至少一個時間段大于0.5米/秒的速率高速流動，并在流體化的被加工材料的流動過程的全部或部分時間段內(nèi)荷電，荷電電場介于0.1V/毫米～1000kV/毫米；c、通過收集裝置將上述超細化加工后的被加工材料收集即得本發(fā)明的超細化材料。
被加工材料的流體化包括溶解、熔融、蒸發(fā)、等離子體化、粉碎使被加工材料成為包括氣態(tài)、液態(tài)、超臨界流體、等離子態(tài)、及流體中含有相對主流體成分高密度的成分如固態(tài)顆粒包含于載流體、液態(tài)顆粒包含于載流體在內(nèi)的流體形式。對于不能通過溶解、熔融、蒸發(fā)、升華、等離子體化、粉碎而流體化的被加工材料則通過使用可以流體化并且能夠通過化學(xué)反應(yīng)或者物理效應(yīng)在高速電流體運動前或者過程中或者后生成被加工材料或者反應(yīng)中間體的方法使被加工材料流體化。
在使上述已流體化的被加工材料荷電高速流動過程中還包括荷電流體的運動控制、溫度控制、性狀控制進而使加工過程優(yōu)化，其特征是I、荷電流體的運動控制包括運動軌跡控制、運動模式控制、運動平衡控制、運動作用力控制A、運動軌跡控制即通過電場、磁場、聲場、機械作用力而對荷電流體或者流體進行包括加速、減速、分散、聚焦、定向、范圍在內(nèi)的運動軌跡控制。當運動軌跡為螺旋狀時需要進行旋轉(zhuǎn)控制。旋轉(zhuǎn)控制包括旋轉(zhuǎn)電場控制、旋轉(zhuǎn)磁場技術(shù)及旋轉(zhuǎn)軌道控制，旋轉(zhuǎn)電場、旋轉(zhuǎn)磁場的頻率介于10-3Hz～109Hz。
B、運動模式控制即流體化被加工材料在導(dǎo)致高速運動的作用后以單股或者超過單股的射流運動。當采用超過單股射流時，不同的射流在四維時空根據(jù)需要任意排布。不同的射流可以噴射同種材料，也可以是不同材料，還可以是部分相同的材料。不同的射流可以帶相同的電荷，也可以帶相反的電荷，還可以不帶電荷。射流可以由噴嘴進行噴射也可以通過非噴嘴進行噴射。當使用噴嘴噴頭進行噴射時可以采用包括單噴頭、同軸雙噴頭、軸向平行多噴頭及四維時空組成的噴頭陣列。噴頭的截面包括圓形、長方形、異形、針形及其它任選幾何形狀。不同噴頭中的不同材料可以是互相不會發(fā)生反應(yīng)的，也可以是可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或者物理效應(yīng)的。當采用非噴嘴進行噴射時，可以利用物理或者化學(xué)效應(yīng)而使流體化被加工材料產(chǎn)生局部定向作用力所導(dǎo)致的加速運動使被加工材料以單股或者多股的方式進行高速運動。
C、運動平衡控制包括通過平衡相同或者不同流體內(nèi)及相互間的相互作用力以確保高速荷電流體根據(jù)要求進行平穩(wěn)或者不平穩(wěn)的運動。
D、運動作用力控制包括采用機械作用力包括壓力、推力、拉力、離心力、向心力、聲作用力、其它高速流體作用力及重力、電場作用力、磁場作用力中的一種或者多種作用力以控制流體以適當?shù)能壽E及模式運動。
II、溫度控制包括通過紅外、微波、熱輻射、發(fā)熱系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)而進行溫度控制。在高速流體電射流過程中的不同階段可以采用相同或者不同的溫度控制。
III、性狀控制是指對被加工材料的物理和或者化學(xué)性狀進行控制，包括物理性狀控制及化學(xué)反應(yīng)控制。對被加工材料的性狀控制可以在噴射前、噴射過程中、收集期間或者以后進行。性狀控制可以只有物理性狀控制過程或者化學(xué)性狀控制過程，也可以同時具有物理性狀控制過程及化學(xué)性狀控制過程。
A、物理性狀控制是指通過光、聲、電、磁、熱、機械作用而使被加工材料的全部或者部分通過凝固、蒸發(fā)、升華、溶解、熔融、混合、分離在內(nèi)的途徑對高速流體電噴射被加工材料的形貌、相態(tài)進行控制。物理性狀的控制在高速流體電噴射制備超細材料的過程中可以通過一種方法或者途徑進行，也可以通過多種方法或者途徑進行；在過程的不同階段可以采用同一種物理性狀控制方法或者途徑也可以通過不同的物理性狀控制方法或者途徑。
B、化學(xué)性狀控制是指通過化學(xué)反應(yīng)而改變高速流體電噴射被加工材料的化學(xué)組成?；瘜W(xué)反應(yīng)可以只有一種反應(yīng)，也可以有多種反應(yīng)，當有多種反應(yīng)時，反應(yīng)可以同時發(fā)生，也可以在不同時間、不同位置發(fā)生。化學(xué)反應(yīng)包括聚合、交聯(lián)、接枝、取代、加成、消除、配合、沉淀、分解、中和、氧化還原反應(yīng)、酯化反應(yīng)、水解反應(yīng)、脫水反應(yīng)、裂化反應(yīng)、增鏈反應(yīng)、絡(luò)合反應(yīng)、置換反應(yīng)、歧化反應(yīng)、催化反應(yīng)、重排反應(yīng)類有機或無機反應(yīng)。所述的使上述已流體化的被加工材料荷電高速流動還包括使荷有電荷的被加工材料在后續(xù)作用力的作用下進一步分散或者拉伸的過程，后續(xù)作用力包括電場作用力、磁場作用力、流體作用力、機械作用力及其它包括熱、聲的作用力，后續(xù)作用力其方向與荷電高速流體的方向有一定的夾角，角度介于0～360度，電場及磁場與使流體荷電的電場匹配使荷電流體能夠受到特定的包括吸引或者排斥作用力在內(nèi)的作用力，對荷電流體有吸引或者排斥作用的電場強度介于0.1V/毫米～1000kV/毫米，磁場強度介于0.001毫特斯拉～30特斯拉；后續(xù)作用力可以只有一種作用力，也可以有多種作用力共同作用；整個制備過程中可以不包含、包含一次或一次以上的后續(xù)作用力過程。
利用流體沖擊對對從噴嘴噴出的被加工材料進行超細化沖擊加工；流體沖擊是通過其它高速流體沖擊、拉伸、分散被加工的材料的流體組分，用于沖擊的流體中可以包含能夠溶解被加工材料的成分，也可以包含能夠凝固被加工材料的成分，還可以包含能夠與被加工材料進行化學(xué)反應(yīng)或者物理反應(yīng)的成分，流體沖擊中的流體可以是氣體、液體、超臨界流體、等離子體、液態(tài)顆粒包含于載流體、固態(tài)顆粒包含于載流體，沖擊流體可以荷有與被加工材料流體相同或者相反的電荷，也可以不帶電荷；其壓力范圍介于1大氣壓至5000大氣壓，沖擊流體的速度介于1.5毫米/秒～1000米/秒。
收集裝置為收集鼓、收集傳送帶、收集板或收集池，可以是干的也可以包含有溶劑或者蒸汽的濕的收集裝置；經(jīng)過收集裝置收集到的超細材料可以是無序的、部分有序的或者全部有序的；經(jīng)過收集裝置收集所得的超細化材料經(jīng)過后續(xù)的針刺、水刺、編織、熱黏附、化學(xué)黏附、包被其它材料、溶解去除部分成分或篩選后即進一步大規(guī)模地獲得由小尺寸的實心、核殼、中空或者多孔狀的顆?；蛘呃w維所構(gòu)成的顆粒、纖維、薄膜或者塊狀超細化材料。
荷電包括電暈充電、感應(yīng)充電、接觸充電、摩擦充電、荷電流體充電；荷電可以在流體射流起始處、以前或者以后被荷上一定的電荷，荷電電場包括直流正電場、直流負電場或者交變電場，使流體荷電的電場介于0.1V/毫米～1000kV/毫米。
一種制備超細材料的高速流體電射流系統(tǒng)，其特征是它至少由高速射流設(shè)備、荷電設(shè)備、收集設(shè)備組成。
制備超細材料的高速流體電射流系統(tǒng)還包括輔助運動控制裝置，所述的輔助運動控制裝置安裝在收集設(shè)備與荷電設(shè)備之間。
制備超細材料的高速流體電噴射系統(tǒng)還包括后續(xù)處理裝置，后續(xù)處理裝置安裝在收集設(shè)備之前或者之后。
詳述如下使被加工材料荷電高速流動可包括使被加工材料荷電、驅(qū)動被加工材料高速流動及荷電高速流體輔助運動。
驅(qū)動被加工材料高速流動是通過選用施加在被加工材料流體上的壓力包括機械作用力包括推力、拉力、離心力、向心力、加壓系統(tǒng)、負壓系統(tǒng)或者流體沖擊及電場作用力、磁場作用力、重力及后續(xù)作用力包括高壓電場、強磁場、流體沖擊中的一種或者多種來實現(xiàn)。其中流體沖擊是由其它材料高速流體對被加工材料沖擊而實現(xiàn)。
高速流體電射流過程還可以通過輔助手段改善高速流體電射流過程及材料被加工后的性能。輔助手段包括荷電流體的運動控制如輔助帶電流體的聚焦、通過紅外、微波、熱輻射、制冷系統(tǒng)進行的溫度控制、通過超聲波進行材料分散、通過化學(xué)反應(yīng)改變被加工材料的性能、通過平衡不同流體間的相互作用力以確保高速荷電流體平穩(wěn)地運動、通過使流體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)作用力而控制被加工材料的特性、通風以排出氣態(tài)物質(zhì)、對加工過程進行消音處理、對加工過程進行監(jiān)控、加工過程采用自動化控制等。
荷電流體運動控制是指通過電場、磁場、聲場、壓力等能夠?qū)呻娏黧w發(fā)生作用力的能量場在荷電流體運動過程中對荷電流體進行包括聚焦、軌跡控制、范圍控制在內(nèi)的運動控制。荷電流體運動控制電磁場作用包括靜電場作用、磁場作用或者同時采用靜電場作用以及磁場作用。荷電流體運動控制電磁場作用在高速流體電射流過程的不同區(qū)域，施加在荷電流體上的場強可以是相同的也可以是不同的。當通過靜電場作用控制荷電高速流體運動時，所施加的電場與對被加工材料荷電的電場相匹配，可以是直流正電場、直流負電場或者交流電場。當使被加工材料荷電的電場為直流電場時，通過靜電場作用控制荷電高速流體運動的電場與使被加工材料荷電的電場極性相同；如果使被加工材料荷電的電場為交流電場，使被加工材料荷電的電場也為相位相當?shù)慕涣麟妶?。通過磁場作用控制荷電高速流體運動的磁場其相位變化與使被加工材料荷電的電場的相位相匹配。
流體作用力平衡調(diào)控可以確保高速流體的平穩(wěn)運行。作用力平衡調(diào)控作用力包括壓力如流體的壓力、聲壓力等或者是吸引力、排斥力包括相位匹配的電場力、磁場力等。當采用流體壓力調(diào)控時，在電流體力學(xué)射流噴頭邊增加調(diào)控流體管。當采用電場力調(diào)控時，采用施加極性相同或者相位匹配的電場。當采用磁場力調(diào)控時，可以采用適當配置的時空磁場。對實心流體包括單一流體或者核殼流體等具有向外壓力的流體，根據(jù)其內(nèi)部壓力大小及流速等參數(shù)施加相應(yīng)的向內(nèi)壓力。向中空流體等同時具有向內(nèi)及向外壓力的流體施加相應(yīng)的由內(nèi)向外以及由外向內(nèi)的兩種作用力。當同時需要有兩種或者兩種以上調(diào)控作用力時，可以根據(jù)需要選取不同或者相同類型的調(diào)控作用力。作用力平衡調(diào)控的目的是通過控制噴頭及后續(xù)作用力作用系統(tǒng)的流體內(nèi)外作用力大小改善流體的流動穩(wěn)定性及混合、分散性能。
通過流體旋轉(zhuǎn)作用力可以有效改善通過高速流體電噴射方法所制備的超細材料的分散性能對于顆?？梢蕴岣叻稚⒕鶆蛐远鴮τ诶w維則可同時提高分散均勻性及材料薄膜的機械性能。對荷電高速流體能夠產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)作用力的方法包括旋轉(zhuǎn)電場技術(shù)、旋轉(zhuǎn)磁場技術(shù)及旋轉(zhuǎn)軌道技術(shù)。
被加工材料經(jīng)過準備及存儲處理后以包括氣態(tài)、液態(tài)、等離子態(tài)、固態(tài)顆粒包含于載流體、液態(tài)顆粒包含于載流體在內(nèi)的流體形式被荷以一定的電荷并高速運動從而使得被加工材料能夠拉伸、分散。在材料荷電高速運動過程中通過控制荷電流體的運動軌跡、紅外、微波、熱輻射、制冷系統(tǒng)等的溫度控制、超聲波的分散、化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)改性處理、荷電高速流體作用力的平衡調(diào)控、旋轉(zhuǎn)作用力對被加工材料的纏繞、分散及通風等處理改善高速電流體射流過程及所獲得被加工材料的性能。然后由收集鼓、收集傳送帶、收集板、收集池等收集器件進行收集。最后通過針刺、水刺、編織、熱黏附、化學(xué)黏附、包被其它材料、溶解去除部分成分等加工及超細材料的篩選即可大規(guī)模地獲得由小尺寸的實心、核殼、中空狀或者多孔狀的顆?；蛘呃w維所構(gòu)成的顆粒、纖維、纖維束或者薄膜。
本發(fā)明的有益效果通過將高速流體大規(guī)模地對材料的拉伸、分散作用與電流體力學(xué)噴射對材料的拉伸、分散作用相乘從而可大規(guī)模、廉價地生產(chǎn)具有小尺寸的顆?；蛘呃w維超細材料。


圖1是本發(fā)明的設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本圖1的另一個結(jié)構(gòu)形式示意圖。
圖3是本發(fā)明所述的對噴體系示意圖。
圖4是本發(fā)明的雙系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
如圖1、2、4所示。本發(fā)明的系統(tǒng)由高速射流設(shè)備(可選用天津格林泵業(yè)有限公司C002齒輪泵)、荷電設(shè)備(可選用BMEI公司BGG40直流高壓發(fā)生器)、收集設(shè)備(可選用瑞士HABASIT高速平面?zhèn)鲃訋?、輔助運動控制裝置、后續(xù)處理裝置組成。各主要設(shè)備的連接關(guān)系可根據(jù)用途、目的、所加工材料的不同參見圖1、圖2、圖4所示的結(jié)構(gòu)進行組合即可。圖1和圖2的不同之處二者所采用的輔助運動控制裝置不同，圖1中采用是常規(guī)運動控制裝置，圖2中所對采用的是旋轉(zhuǎn)運動控制裝置，圖4是本發(fā)明的雙系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
本實施例所述的制備超細粉粒物料的方法具體還可概括為以下4個步驟1、被加工材料的準備及存儲；2、使被加工材料荷電高速流動；3、材料收集；4、后加工。
被加工材料的準備及存儲的目的是使得被加工材料流體化。通常被加工材料準備及存儲的方法包括溶解、熔融、蒸發(fā)、等離子體化、粉碎使被加工材料成為流體形式。相應(yīng)單元為被加工材料的準備及存儲部分1。
被加工材料的荷電過程可以采用電暈充電、感應(yīng)充電、接觸充電、摩擦充電、荷電流體充電等方法使被加工材料荷電。使被加工材料荷電需要相應(yīng)的電源2a和電極2b。被加工材料荷電可以在流體出口即噴嘴處、以前或者以后被荷上一定的電荷。荷電電場可以是直流正電場、直流負電場或者交變電場。
驅(qū)動被加工材料高速流動是通過施加在噴嘴3a處被加工材料流體上的壓力差系統(tǒng)3b，它包括機械作用力、加壓、負壓或者流體沖擊及后續(xù)作用力，后續(xù)作用力包括高壓電場系統(tǒng)3c、強磁場系統(tǒng)3d、流體沖擊系統(tǒng)3e來實現(xiàn)。其中流體沖擊由壓力差系統(tǒng)3e產(chǎn)生的其它材料高速流體對被加工材料沖擊而實現(xiàn)。
輔助加工包括荷電流體的運動控制如輔助帶電流體的聚焦系統(tǒng)4a、通過紅外、微波、熱輻射、制冷系統(tǒng)進行的溫度控制系統(tǒng)、通過超聲波進行材料分散、通過化學(xué)反應(yīng)改變被加工材料的性能、通過作用力平衡系統(tǒng)平衡不同流體間的相互作用力以確保高速荷電流體平穩(wěn)地運動、通過使流體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)作用力系統(tǒng)4c而控制被加工材料的特性、通風以排出氣態(tài)物質(zhì)、對加工過程進行消音處理、對加工過程進行監(jiān)控、加工過程采用自動化控制等。
被加工目的材料的收集可以采用收集鼓5a、收集傳送帶5b、收集板、收集池等收集器件收集被加工材料。收集體系可以是干的體系也可以包含有溶劑或者蒸汽的濕的體系。
被加工材料的后加工包括增加所獲得超細材料強度的針刺、水刺、編織、熱黏附、化學(xué)黏附、包被其它材料、溶解去除部分成分等加工過程、超細材料的篩選等。
需要被紡制纖維或者被制備細小顆粒的材料經(jīng)過準備及存儲部分處理后以包括氣態(tài)、液態(tài)、等離子態(tài)、固態(tài)顆粒包含于載流體、液態(tài)顆粒包含于載流體在內(nèi)的流體形式被荷電部分荷上一定的電荷，并通過驅(qū)動被加工材料高速流動部分的施加在噴嘴處流體上的壓力差包括機械作用力、加壓、負壓或者流體沖擊及后續(xù)作用力包括高壓電場、強磁場、流體沖擊使荷電流體高速運動從而對被加工材料進行拉伸、分散。與此同時，輔助加工部分發(fā)揮作用通過荷電流體運動控制如輔助帶電流體由電場、磁場作用控制的聚焦、運動軌跡控制；通過紅外、微波、熱輻射、制冷系統(tǒng)等溫控系統(tǒng)，對荷電高速流體進行溫度控制；通過超聲波等材料分散系統(tǒng)對荷電高速流體進行分散；通過化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)進行化學(xué)反應(yīng)；通過流體作用力平衡調(diào)控系統(tǒng)來調(diào)控流體間的相互作用力；通過荷電流體旋轉(zhuǎn)作用力發(fā)生系統(tǒng)使得荷電高速流體中發(fā)生旋轉(zhuǎn)作用力而使得被加工材料纏繞、分散；通過通風系統(tǒng)對高速荷電流體進行通風、干燥處理等。然后由收集部分的收集鼓、收集傳送帶、收集板、收集池等收集器件及收集材料狀態(tài)控制系統(tǒng)對被加工材料進行收集。最后通過后加工部分包括增加所獲得超細顆?；蛘呃w維薄膜強度的針刺、水刺、編織、熱黏附、化學(xué)黏附、包被其它材料、溶解去除部分成分等加工系統(tǒng)、超細顆粒或者纖維篩選系統(tǒng)進行后加工處理即可大規(guī)模地獲得由小尺寸的實心、核殼、中空狀或者多孔狀的顆粒或者纖維所構(gòu)成的顆粒、纖維、纖維束或者薄膜?，F(xiàn)在參照下面的實施例來描述本發(fā)明，這些實施例僅用于解釋本發(fā)明而不用來限定本發(fā)明的范圍。
具體實施例實施例1配制重均分子量為20萬的聚乳酸10％(質(zhì)量分數(shù))的二甲基甲酰胺溶液，加入到儲液罐中并施加12MPa的高壓，用導(dǎo)管連接到高速電流體力學(xué)噴射裝置的噴嘴，噴嘴為0.8毫米圓形噴孔的噴絲板，將高壓電源的正極接到噴絲板內(nèi)側(cè)的電極上，負極與采集板相接。噴嘴與采集板間的距離控制在40cm左右，噴嘴(正極)與對電極(負極)間的電壓為40kv左右，電流體力學(xué)噴射裝置的噴嘴處溶液流速為1l/min左右，通過采集板即可獲得聚乳酸超細纖維。
實施例2配制重均分子量為20萬的聚乳酸10％(質(zhì)量分數(shù))的二甲基甲酰胺溶液，加入到儲液罐中并施加12MPa的高壓，用導(dǎo)管連接到高速電流體力學(xué)噴射裝置的噴嘴，噴嘴為0.8毫米異形噴孔的噴絲板，將高壓電源的正極接到噴絲板內(nèi)側(cè)的電極上，負極與采集板相接。噴嘴與采集板間的距離控制在40cm左右，噴嘴(正極)與對電極(負極)間的電壓為40kv左右，電流體力學(xué)噴射裝置的噴嘴處溶液流速為1l/min左右，通過采集板即可獲得具有高孔隙率的聚乳酸超細纖維。
實施例3配制重均分子量為20萬的聚乳酸10％(質(zhì)量分數(shù))的二甲基甲酰胺溶液，加入到儲液罐中并施加12MPa的高壓，用導(dǎo)管連接到高速電流體力學(xué)噴射裝置的噴嘴，噴嘴為0.8毫米噴孔的噴絲板，將高壓電源的正極接到噴絲板內(nèi)側(cè)的電極上，負極與采集板相接。噴嘴與采集板間的距離控制在40cm左右，噴嘴(正極)與對電極(負極)間的電壓為40kv左右，在距離噴嘴4厘米處有直徑依次從50厘米，30厘米至10厘米且間距為5厘米的連接至另一高壓電源的金屬銅環(huán)組進行聚焦，金屬銅環(huán)的對電極接地，金屬銅環(huán)(正極)及其對電極(負極)上施加的電壓為5000伏左右。電流體力學(xué)噴射裝置的噴嘴處溶液流速1l/min，通過采集板即可獲得高密度聚乳酸超細纖維。
實施例4配制10％(質(zhì)量分數(shù))重均分子量為20萬的聚乳酸的二甲基甲酰胺溶液，加入到儲液罐中并施加12MPa的高壓，用導(dǎo)管連接到電流體力學(xué)噴射裝置的噴嘴，噴嘴為長10厘米寬2毫米的噴孔，將高壓電源的正極接到噴絲板內(nèi)側(cè)的電極上，負極與采集板相接。噴嘴與采集板間的距離控制在40cm左右，噴嘴(正極)與對電極(負極)間的電壓為40kv左右，噴嘴的對電極為長度10厘米與噴嘴垂直，頂部尖銳的不銹鋼條，噴嘴對電極與一電動馬達相連并且以1000轉(zhuǎn)/分的速度進行旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)電場。采集板介于噴嘴及對電極之間并且靠近對電極。電流體力學(xué)噴射裝置的噴嘴處溶液流速1l/min，通過采集板即可得到高度交連的聚乳酸超細纖維。
實施例5配制重均分子量為20萬的聚乳酸10％(質(zhì)量分數(shù))的二甲基甲酰胺溶液，加入到儲液罐中并施加12MPa的高壓，用導(dǎo)管連接到電流體力學(xué)噴射裝置的噴嘴，噴嘴為長10厘米寬2毫米的噴孔，將高壓電源的正極接到噴絲板內(nèi)側(cè)的電極上，負極與采集板相接。噴嘴與采集板間的距離控制在40cm左右，噴嘴(正極)與對電極(負極)間的電壓為40kv左右，在距離噴嘴4厘米處有直徑依次從50厘米，30厘米至10厘米且間距為5厘米的連接至另一高壓電源的金屬銅環(huán)組進行聚焦，金屬銅環(huán)的對電極接地，金屬銅環(huán)(正極)及其對電極(負極)上施加的電壓為5000伏左右。噴嘴的對電極為長度為10厘米與噴嘴垂直，頂部尖銳的不銹鋼條，噴嘴對電極與一電動馬達相連并且以1000轉(zhuǎn)/分的速度進行旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)電場，旁邊有一與空氣泵相連的吹掃導(dǎo)管將超細纖維紗線吹往收集鼓。收集鼓介于噴嘴及對電極之間，與對電極的距離為0.5厘米。收集鼓與另一電動馬達相連，以3000轉(zhuǎn)/分的速度旋轉(zhuǎn)收集高速電流體力學(xué)噴射產(chǎn)物。電流體力學(xué)噴射裝置的噴嘴處溶液流速1l/min，得到的產(chǎn)物為聚乳酸超細纖維紗線。
實施例6將重均分子量為100萬的聚苯乙烯通過螺桿擠壓機熔融并施加10MPa的高壓，用導(dǎo)管連接到電流體力學(xué)噴射裝置的噴嘴，噴嘴為0.8毫米圓形噴孔的噴絲板，將高壓電源的正極接到噴絲板內(nèi)側(cè)的電極上，負極與采集板相接。噴嘴與采集板間的距離控制在40cm左右，噴嘴(正極)與對電極(負極)間的電壓為40kv左右，電流體力學(xué)噴射裝置的噴嘴處溶液流速1l/min，通過采集板即可得到聚苯乙烯超細纖維。
實施例7將重均分子量為5萬的聚丙烯腈通過螺桿擠壓機熔融并施加10MPa的高壓，用導(dǎo)管連接到電流體力學(xué)噴射裝置的噴嘴，噴嘴為0.8毫米異形噴孔的噴絲板，將高壓電源的正極接到噴絲板內(nèi)側(cè)的電極上，負極與采集板相接。噴嘴與采集板間的距離控制在40cm左右，噴嘴(正極)與對電極(負極)間的電壓為40kv左右，電流體力學(xué)噴射裝置的噴嘴處溶液流速1l/min，通過傳送帶即可得到聚丙烯腈中空超細纖維氈。將聚丙烯腈超細纖維氈經(jīng)熱粘合、拉伸、高溫處理得超細中空碳纖維。
實施例8將硬質(zhì)黏土熟料通過熔融爐熔融從噴嘴流出，在噴嘴處熔融液被40KV高壓電源荷以正電荷，并通過20MPa的壓縮空氣對荷電熔融液以60度的角度進行噴吹，在壓縮空氣與高壓電場拉伸作用的共同作用下硬質(zhì)黏土熟料被拉伸成數(shù)百納米至數(shù)微米的硬質(zhì)黏土纖維，并通過在對電極前面0.5厘米處的網(wǎng)式集棉器集棉，隨后通過針刺機制毯并由直熱式輥底熱處理爐進行熱定型，最后通過剪切、打卷獲得由硬質(zhì)黏土超細纖維構(gòu)成的纖維氈。
實施例9將重均分子量為100萬的聚丙烯腈熔融，加入到儲液罐中并施加30MPa的高壓，用導(dǎo)管連接到電流體力學(xué)噴射裝置的噴嘴，噴嘴為0.8毫米噴孔的噴絲板，溶液流速控制在10l/min，將高壓電源的正極接到噴絲板內(nèi)側(cè)的電極上，負極與采集板相接。施加在聚苯乙烯熔融液上的電壓為10KV，熔融液噴出后被施加了5KV的相距從50厘米降致5厘米的與噴射方向傾斜的兩塊金屬板的電場軌跡控制裝置控制在一定空間內(nèi)運動達50厘米后受到與噴射方向垂直的0.5T的強磁場作用及與原噴射方向及磁場方向垂直的1KV/cm的高壓電場及荷有相同電荷的溫度為100度的高速氣態(tài)流體的沖擊的共同作用，高速荷電流體在新方向上運動約50厘米后被一介于氣體噴嘴與對電極之間運動速度為10米/分的采集傳送帶收集，得到聚丙烯腈超細纖維，經(jīng)針刺處理、熱黏附處理后即可獲得聚丙烯腈超細纖維薄膜。該聚丙烯腈超細纖維薄膜經(jīng)加熱、拉伸碳化處理后成為超細碳纖維薄膜。
實施例10將重均分子量為20萬10％(質(zhì)量分數(shù))的聚乳酸丙酮溶液及4％羥基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2)的丙酮溶液5ml混合，加入儲罐中并施加12MPa的高壓，噴嘴為100個0.9mm的金屬噴頭所組成的噴頭陣列并且于40KV的高壓直流電源的正極連接，溶液流速控制在1l/min，在距離正極40厘米處一與負極相連的收集傳送帶以10米/分的速度收集所獲得的超細纖維組合體。在收集傳送帶附近鼓風機將60度的空氣吹掃超細纖維并對其進行干燥處理，經(jīng)卷繞、裁剪后得到骨組織修復(fù)材料。
實施例11以質(zhì)量濃度為2％的醋酸水溶液為溶劑，配制質(zhì)量濃度為15％的膠原溶液；另外配制質(zhì)量濃度為5％聚羥基丁酸一戊酸酯(PHBV)的氯仿溶液；兩種溶液分別置于不同儲液裝置中并分別施加12MPa的高壓，兩種溶液分別從兩個相對相距50厘米的金屬噴嘴中噴出，兩個金屬噴嘴上均施加20KV的正電壓，在距離兩金屬噴嘴約25厘米即兩金屬噴嘴中央附近為一高壓氣體噴嘴，氣體的流速為3米/秒，它能夠?qū)膬蓚€金屬噴嘴噴出的在附近交會的材料施加一與兩噴嘴垂直的推力，從而將混合后的材料吹向收集裝置，收集裝置為一轉(zhuǎn)速達1000轉(zhuǎn)/分的收集鼓，它接地，并且距離氣體噴嘴50厘米。在收集鼓附近有干燥氣體鼓風裝置，最后可以以200克/min的速度獲得聚羥基丁酸一戊酸酯(PHBV)與膠原的混合超細纖維，經(jīng)卷繞、裁剪后得到組織修復(fù)材料。
實施例12將重均分子量為5萬的聚丙烯腈通過螺桿擠壓機熔融并施加10MPa的高壓，用導(dǎo)管連接到電流體力學(xué)噴射裝置的噴嘴，噴嘴為0.8毫米圓形噴孔的噴絲板，噴嘴與一超聲波發(fā)生裝置相連，同時將高壓電源的正極接到噴絲板內(nèi)側(cè)的電極上，負極與采集板相接。噴嘴與采集板間的距離控制在40cm左右，噴嘴(正極)與對電極(負極)間的電壓為40kv左右，電流體力學(xué)噴射裝置的噴嘴處溶液流速1l/min，通過傳送帶即可得到聚丙烯腈超細顆粒薄膜。
實施例13配制5％磺胺甲基異噁唑及5％鄰苯二甲酸醋酸纖維素的5％氨水溶液，在加入適當?shù)奶砑觿┖笞⑷雰σ汗薏⑹┘?0MPa的高壓，用導(dǎo)管連接到電流體力學(xué)噴射裝置的噴嘴，噴嘴為0.8毫米圓形噴孔的噴絲板，將高壓電源的正極接到噴絲板內(nèi)側(cè)的電極上，負極與采集板相接。噴嘴與采集板間的距離控制在40cm左右，噴嘴(正極)與對電極(負極)間的電壓為40kv左右，電流體力學(xué)噴射裝置的噴嘴處溶液流速1l/min，通過傳送帶即可得到含磺胺甲基異噁唑超細顆粒薄膜。
實施例14配制2％的羅匹尼羅(Ropirinole)即4-[2-(二丙氨基)乙基]-1，3-二氫-2H-吲哚-2-酮-鹽酸鹽，5％聚乙二醇和0.5％Tween 80的水溶液，加壓至10MPa，用導(dǎo)管連接到電流體力學(xué)噴射裝置的噴嘴，噴嘴為0.8毫米圓形噴孔的噴絲板，將高壓電源的正極接到噴絲板內(nèi)側(cè)的電極上，負極與采集板相接。噴嘴與采集板間的距離控制在40cm左右，噴嘴(正極)與對電極(負極)間的電壓為40kv左右，電流體力學(xué)噴射裝置的噴嘴處溶液流速1l/min。通過傳送帶即可得到含羅匹尼羅的聚乙二醇超細纖維。該超細纖維經(jīng)切割、壓片等后操作后，可以作為藥物使用。
實施例15分別配制10％(質(zhì)量分數(shù))的聚乙烯醇水溶液及10％聚苯乙烯丙酮溶液，分別注入儲液罐并施加10MPa的高壓后通過導(dǎo)管連接到各自電流體力學(xué)噴射裝置的噴嘴，噴嘴均為0.8毫米圓形噴孔的噴絲板，將30KV的高壓正電源的正極接到聚乙烯醇溶液噴絲板內(nèi)側(cè)的電極上，將-30KV高壓負電源的負極連接到聚苯乙烯溶液噴絲板內(nèi)側(cè)的電極上，兩噴嘴相距60厘米。在兩噴嘴的中間即距離兩個噴嘴的距離均為30厘米為接地的以5米/分傳送的棉布傳送帶，聚乙烯醇及聚苯乙烯超細纖維均以1l/min的速度在棉布上交連形成復(fù)合纖維布。該復(fù)合纖維布經(jīng)與甲殼素纖維布及尼龍纖維布分別通過化學(xué)及熱黏附后即成為具有病源微生物防護能力的防護材料。
實施例16將鋅條通過電弧熔融后由壓力為20MPa溫度為200度的并且通過40KV高壓電源荷有正電的高壓氣體將液態(tài)鋅從噴嘴處以1l/min的速度噴出后經(jīng)兩塊施加了5KV的金屬板控制荷電的高速流體在一定范圍內(nèi)流動，在流動了約50厘米后由與對電極相連的傳送帶上的低碳鋼板以10米/分的速度收集鋅超細顆粒。
實施例17配制3％的環(huán)丙沙星氯仿溶液及10％的明膠水溶液，兩種試劑分別通過兩個相對且內(nèi)置與10KV電源連接的電極在12MPa的壓力下以1l/min的速度相對噴射，與此同時被荷有同種電荷的兩股高速空氣以與兩試劑噴嘴垂直的方向沖擊試劑荷電流體，在四股高速荷電流體的下方有一與40KV高壓電源連接并且連有1m/s通風管的沖擊流及高壓電場作用裝置將沖擊混合后的荷電流體通向上方顆粒收集裝置及排風管道，超細藥物膠囊顆粒被接地的收集傳送帶收集而氣體則從收集傳送帶的上方排出經(jīng)處理后用于循環(huán)使用。
實施例18將施加了高壓的200度的四氯化鈦蒸氣從兼作電極與10KV高壓電源的正極連接的互相垂直的兩個噴嘴處噴射，在它們的對面施加了高壓的200度的氧氣從另外兩個同樣與10KV高壓電源正極連接的噴嘴處噴射，氣體在高速碰撞反應(yīng)后受到其下方與40KV高壓電源正極相連并且通有1m/s的高速氣體的沖擊向上運動，反應(yīng)的粒子被接地的收集傳送帶收集而未反應(yīng)的氣體即反應(yīng)產(chǎn)生的氣體則被分離后用于循環(huán)使用，則可獲得二氧化鈦超細粉末。
實施例19將0.05M的醋酸鋅水溶液加壓至1MPa后通過一內(nèi)置了電極與30KV高壓電源相連并且與超聲波發(fā)生裝置相連的噴嘴以1l/min的速度將醋酸鋅超細液滴噴射到40厘米外接地的以1m/min速度運動的傳送帶上被加熱至400度的導(dǎo)電玻璃上，即可獲得透明的附著有氧化鋅超細顆粒薄膜的復(fù)合導(dǎo)電玻璃材料。該材料經(jīng)450℃退火約2h后即可用于傳感器件的制作材料。
實施例20將5％孔雀綠丁基醚液體石蠟溶液17份與3000份5％羥乙基纖維素水溶液混合加壓至5MPa通過一與30KV高壓負電源的負電極相連的內(nèi)置電極的噴嘴以1l/min的速度噴射，噴嘴兩邊有與噴射荷電流體呈5度夾角溫度130度的1m/s的同樣荷電的空氣流對荷電樣品流體沖擊，超細羥乙基纖維素包裹的孔雀綠丁基醚微膠囊被40厘米外接地的傳送帶收集，氣體則通過冷卻，回收液體石蠟，除去大部分水而空氣則循環(huán)使用。
實施例21將加有1％w/v添加劑的10％的氧化鈣水溶液加壓到5MPa通過一與30KV高壓負電源的負電極相連的內(nèi)置電極的噴嘴以1l/min的速度噴射，從另一相距約60厘米處，二氧化碳氣體以500ml/min的速度通過一與30KV高壓正電源的正電極相連的內(nèi)置電極的噴嘴噴出，在兩股荷電流體相會的下方有一以1m/s流動的空氣沖擊流將空中顆粒吹向上方，通過旋風分選器將顆粒與氣體分離并收集固體超細顆粒，而氣體則循環(huán)使用。
實施例22配制重量/體積比為1.88％茶堿、3.6％甲基丙烯酸、37.4％的甲基丙烯酸乙二醇酯及0.4％的偶氮二異丁腈的N，N-二甲基甲酰胺溶液在氮氣保護下加壓至5MPa后通過一與30kV高壓正電源的正電極相連的內(nèi)置電極的噴嘴以1l/min的速度在能夠透過紫外光的空間罩內(nèi)向上進行噴射，噴嘴兩邊有與噴射荷電流體呈5度夾角溫度60度的1m/s的同樣荷電的氮氣流對荷電樣品流體沖擊，同時荷電高速噴射流體罩的外面有紫外光對荷電高速流體進行照射，通過旋風分選器將顆粒與氣體分離并收集固體超細顆粒，而氣體則循環(huán)使用。固體超細顆粒經(jīng)甲醇和乙酸抽提除去茶堿后干燥，得到能夠用于分子印跡分離的具有茶堿分子印跡的聚合物超細顆粒。
權(quán)利要求
1.一種制備超細材料高速流體電射流方法，其特征是包括以下步驟a、首先使被加工材料流體化；b、其次使上述已流體化的被加工材料荷電高速流動以制備超細材料，其體積流速介于10毫升/小時～10立方米/秒，線流速介于1.5毫米/秒～1000米/秒，且流體的線流速在至少一個時間段大于0.5米/秒的速率高速流動，并在流體化的被加工材料的流動過程的全部或部分時間段內(nèi)荷電，荷電電場介于0.1V/毫米～1000kV/毫米；c、通過收集裝置將上述超細化加工后的被加工材料收集即得本發(fā)明的超細化材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備超細材料高速流體電噴射方法，其特征是被加工材料的流體化包括溶解、熔融、蒸發(fā)、等離子體化、粉碎使被加工材料成為包括氣態(tài)、液態(tài)、超臨界流體、等離子態(tài)、及流體中含有相對主流體成分高密度的成分如固態(tài)顆粒包含于載流體、液態(tài)顆粒包含于載流體在內(nèi)的流體形式。對于不能通過溶解、熔融、蒸發(fā)、升華、等離子體化、粉碎而流體化的被加工材料則通過使用可以流體化并且能夠通過化學(xué)反應(yīng)或者物理效應(yīng)在高速電流體運動前或者過程中或者后生成被加工材料或者反應(yīng)中間體的方法使被加工材料流體化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備超細材料高速流體電噴射方法，其特征是在使上述已流體化的被加工材料荷電高速流動過程中還包括荷電流體的運動控制、溫度控制、性狀控制進而使加工過程優(yōu)化，其特征是(I)、荷電流體的運動控制包括運動軌跡控制、運動模式控制、運動平衡控制、運動作用力控制A、運動軌跡控制即通過電場、磁場、聲場、機械作用力而對荷電流體或者流體進行包括加速、減速、分散、聚焦、定向、范圍在內(nèi)的運動軌跡控制。當運動軌跡為螺旋狀時需要進行旋轉(zhuǎn)控制。旋轉(zhuǎn)控制包括旋轉(zhuǎn)電場控制、旋轉(zhuǎn)磁場技術(shù)及旋轉(zhuǎn)軌道控制，旋轉(zhuǎn)電場、旋轉(zhuǎn)磁場的頻率介于10-3Hz～109Hz。B、運動模式控制即流體化被加工材料在導(dǎo)致高速運動的作用后以單股或者超過單股的射流運動。當采用超過單股射流時，不同的射流在四維時空根據(jù)需要任意排布。不同的射流可以噴射同種材料，也可以是不同材料，還可以是部分相同的材料。不同的射流可以帶相同的電荷，也可以帶相反的電荷，還可以不帶電荷。射流可以由噴嘴進行噴射也可以通過非噴嘴進行噴射。當使用噴嘴噴頭進行噴射時可以采用包括單噴頭、同軸雙噴頭、軸向平行多噴頭及四維時空組成的噴頭陣列。噴頭的截面包括圓形、長方形、異形、針形及其它任選幾何形狀。不同噴頭中的不同材料可以是互相不會發(fā)生反應(yīng)的，也可以是可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或者物理效應(yīng)的。當采用非噴嘴進行噴射時，可以利用物理或者化學(xué)效應(yīng)而使流體化被加工材料產(chǎn)生局部定向作用力所導(dǎo)致的加速運動使被加工材料以單股或者多股的方式進行高速運動。C、運動平衡控制包括通過平衡相同或者不同流體內(nèi)及相互間的相互作用力以確保高速荷電流體根據(jù)要求進行平穩(wěn)或者不平穩(wěn)的運動。D、運動作用力控制包括采用機械作用力包括壓力、推力、拉力、離心力、向心力、聲作用力、其它高速流體作用力及重力、電場作用力、磁場作用力中的一種或者多種作用力以控制流體以適當?shù)能壽E及模式運動。(II)、溫度控制包括通過紅外、微波、熱輻射、發(fā)熱系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)而進行溫度控制。在高速流體電射流過程中的不同階段可以采用相同或者不同的溫度控制。(III)、性狀控制是指對被加工材料的物理和或者化學(xué)性狀進行控制，包括物理性狀控制及化學(xué)反應(yīng)控制。對被加工材料的性狀控制可以在噴射前、噴射過程中、收集期間或者以后進行。性狀控制可以只有物理性狀控制過程或者化學(xué)性狀控制過程，也可以同時具有物理性狀控制過程及化學(xué)性狀控制過程。A、物理性狀控制是指通過光、聲、電、磁、熱、機械作用而使被加工材料的全部或者部分通過凝固、蒸發(fā)、升華、溶解、熔融、混合、分離在內(nèi)的途徑對高速流體電噴射被加工材料的形貌、相態(tài)進行控制。物理性狀的控制在高速流體電噴射制備超細材料的過程中可以通過一種方法或者途徑進行，也可以通過多種方法或者途徑進行；在過程的不同階段可以采用同一種物理性狀控制方法或者途徑也可以通過不同的物理性狀控制方法或者途徑。B、化學(xué)性狀控制是指通過化學(xué)反應(yīng)而改變高速流體電噴射被加工材料的化學(xué)組成。化學(xué)反應(yīng)可以只有一種反應(yīng)，也可以有多種反應(yīng)，當有多種反應(yīng)時，反應(yīng)可以同時發(fā)生，也可以在不同時間、不同位置發(fā)生。化學(xué)反應(yīng)包括聚合、交聯(lián)、接枝、取代、加成、消除、配合、沉淀、分解、中和、氧化還原反應(yīng)、酯化反應(yīng)、水解反應(yīng)、脫水反應(yīng)、裂化反應(yīng)、增鏈反應(yīng)、絡(luò)合反應(yīng)、置換反應(yīng)、歧化反應(yīng)、催化反應(yīng)、重排反應(yīng)類有機或無機反應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備超細材料高速流體電噴射方法，其特征是所述的使上述已流體化的被加工材料荷電高速流動還包括使荷有電荷的被加工材料在后續(xù)作用力的作用下進一步分散或者拉伸的過程，后續(xù)作用力包括電場作用力、磁場作用力、流體作用力、機械作用力及其它包括熱、聲的作用力，后續(xù)作用力其方向與荷電高速流體的方向有一定的夾角，角度介于0～360度，電場及磁場與使流體荷電的電場匹配使荷電流體能夠受到特定的包括吸引或者排斥作用力在內(nèi)的作用力，對荷電流體有吸引或者排斥作用的電場強度介于0.1V/毫米～1000kV/毫米，磁場強度介于0.001毫特斯拉～30特斯拉；后續(xù)作用力可以只有一種作用力，也可以有多種作用力共同作用；整個制備過程中可以不包含、包含一次或一次以上的后續(xù)作用力過程。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備超細材料高速流體電噴射方法，其特征是利用流體沖擊對對從噴嘴噴出的被加工材料進行超細化沖擊加工；流體沖擊是通過其它高速流體沖擊、拉伸、分散被加工的材料的流體組分，用于沖擊的流體中可以包含能夠溶解被加工材料的成分，也可以包含能夠凝固被加工材料的成分，還可以包含能夠與被加工材料進行化學(xué)反應(yīng)或者物理反應(yīng)的成分，流體沖擊中的流體可以是氣體、液體、超臨界流體、等離子體、液態(tài)顆粒包含于載流體、固態(tài)顆粒包含于載流體，沖擊流體可以荷有與被加工材料流體相同或者相反的電荷，也可以不帶電荷；其壓力范圍介于1大氣壓至5000大氣壓，沖擊流體的速度介于1.5毫米/秒～1000米/秒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備超細材料高速流體電噴射方法，其特征是所述的收集裝置為收集鼓、收集傳送帶、收集板或收集池，可以是干的也可以包含有溶劑或者蒸汽的濕的收集裝置；經(jīng)過收集裝置收集到的超細材料可以是無序的、部分有序的或者全部有序的；經(jīng)過收集裝置收集所得的超細化材料經(jīng)過后續(xù)的針刺、水刺、編織、熱黏附、化學(xué)黏附、包被其它材料、溶解去除部分成分或篩選后即進一步大規(guī)模地獲得由小尺寸的實心、核殼、中空或者多孔狀的顆粒或者纖維所構(gòu)成的顆粒、纖維、薄膜或者塊狀超細化材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備超細材料高速流體電噴射方法，其特征是所述的荷電包括電暈充電、感應(yīng)充電、接觸充電、摩擦充電、荷電流體充電；荷電可以在流體射流起始處、以前或者以后被荷上一定的電荷，荷電電場包括直流正電場、直流負電場或者交變電場，使流體荷電的電場介于0.1V/毫米～1000kV/毫米。
8.一種制備超細材料的高速流體電射流系統(tǒng)，其特征是它至少由高速射流設(shè)備、荷電設(shè)備、收集設(shè)備組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備超細材料的高速流體電射流系統(tǒng)，其特征是它還包括輔助運動控制裝置，所述的輔助運動控制裝置安裝在收集設(shè)備與荷電設(shè)備之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的制備超細材料的高速流體電噴射系統(tǒng)，其特征是它還包括后續(xù)處理裝置，后續(xù)處理裝置安裝在收集設(shè)備之前或者之后。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制備超細材料高速流體電噴射方法，其特征是包括以下步驟a、首先使被加工材料流體化；b、其次使上述已流體化的被加工材料荷電高速流動以制備超細材料，其體積流速介于10毫升/小時～10立方米/秒，線流速介于1.5毫米/秒～1000米/秒，且流體的線流速在至少一個時間段大于0.5米/秒的速率高速流動，并在流體化的被加工材料的流動過程的全部或部分時間段內(nèi)荷電，荷電電場介于0.1V/毫米～1000kV/毫米；c、通過收集裝置將上述超細化加工后的被加工材料收集即得本發(fā)明的超細化材料。加工設(shè)備主要包括高速射流設(shè)備、荷電設(shè)備、收集設(shè)備。有利于提高超細材料的制造效率，降低制造成本。
文檔編號B01J19/00GK1903420SQ20061004021
公開日2007年1月31日 申請日期2006年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月11日
發(fā)明者張愛華, 張繼中 申請人:張愛華