專利名稱：一種新型一字架靜電紡絲噴頭的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種靜電紡絲裝置，屬于靜電紡絲領域。
背景技術：
隨著納米技術的升溫，靜電紡絲方法由于其可以制備出納米級的纖維而成為當今 的研究熱點之一。靜電紡絲方法已被公認為是制備納米纖維最簡單最有效的方法，目前已 有三十多種聚合物通過此方法成功制得超細纖維，最小的直徑達到幾十納米。關于靜電紡 絲的研究結果，這幾年來相關文獻都呈指數(shù)增加。靜電紡絲從其出現(xiàn)至今將近有100年的 歷史，然而這一技術到現(xiàn)在還沒有實現(xiàn)工業(yè)化。靜電紡絲的原理，就是通過在噴頭與接收裝置間施加高的電壓，使兩者間形成電 場，被極化的熔體或溶液在電場力作用下，噴射到接收板上，形成超細的纖維。但是目前已 有的靜電紡絲裝置，大多采用的都是毛細管單根出絲，紡絲效率低。高效紡絲噴頭的出現(xiàn)， 使紡絲效率得到很大的提高，但是還是不能滿足工業(yè)化的需求，并且，其紡出的多跟纖維呈 圓形分布，不利于紡絲纖維的收取與進一步的加工制造，此外，很多高粘度的熔體在到達噴 頭以后，迅速冷卻，使紡絲難以進行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出的一種一字型噴頭，通過此噴頭不僅可以形成多股的噴射流，而且紡 絲纖維呈兩排長的一字型，大大提高了靜電紡絲的效率，優(yōu)化了紡絲纖維的排列結構形式， 更加便于纖維的接收。本發(fā)明提供了一種新型一字架靜電紡絲噴頭，它包括連接件、引流芯和一字架三 個部分，其中，連接件與引流芯通過螺紋連接，引流芯與一字架通過螺釘連接，兩一字架間 的角度可調(diào)，加熱棒與一字架采用配合連接。引流芯上設置有用于引導熔體流動的引流槽 和用于物料再次分配的環(huán)形平衡槽，一字架上設有引導熔體流動的一字架凹槽面，安裝有 控制熔體溫度的加熱棒和溫度傳感器，并且，在一字架下側設置有用于熔體分流的凸起和 形成紡絲的尖端。紡絲溶液或熔體通過連接件與引流芯間的兩條引流槽分別流向一字架， 物料在流經(jīng)引流芯上的環(huán)形平衡槽時會進行再次分配，然后再流出連接件，順著一字架上 的凹槽緩慢流動，當一字架上均勻分布有溶液或熔體時，加上靜電場后，在一字架兩側棱上 就會形成多股的噴射流。本發(fā)明提出的一種新型一字架靜電紡絲噴頭，紡絲溶液或熔體是從連接件與引流 芯間的引流槽中流出，連接件與引流芯間的配合間隙不能太大，否則紡絲溶液或熔體會流 得太快不能形成噴射流，合適的間隙應該是使紡絲溶液或熔體剛好停留在一字架凸起上， 而且沒有往下滴，參考引流槽半徑可選1 2mm。本發(fā)明提出的一種新型一字架靜電紡絲噴頭，其兩個一字架間的角度是可調(diào)的， 參考角度為140 170°，其具體的角度與引流槽的直徑大小和物料的粘度有關，一字架的 個數(shù)為對稱的兩個或周向均勻分布的多個，以進一步提高紡絲效率。
在引流芯上設置有用于保證兩側一字架流量的環(huán)形平衡槽，可以再次分配兩側一字架的物料保證兩側物料流量相當，環(huán)形平衡槽設置于引流芯三分之一高度處，為半圓結 構，環(huán)形平衡槽半徑為1 2mm。引流槽的截面可以為圓弧也可為方形，一字架的側邊可為光滑曲面或帶有均布引 流槽的結構形式，引流芯為實心體。在一字架上設置有帶有尖端的凸起，用于紡絲熔體或溶液的分流，使紡絲纖維的 根數(shù)確定，尖端的設計有利于電荷的聚集，便于紡絲的形成。本發(fā)明由于改變了傳統(tǒng)的靜電紡絲毛細管的結構，將靜電紡絲由單根的出絲方 式，變?yōu)槎喔⑶页蕛闪衅叫械拈L條一字型形式，大大提高了靜電紡絲的效率，同時，改善 了紡絲的結構形式，為靜電紡絲的工業(yè)化奠定了一定的基礎。


圖1是本發(fā)明一種新型一字架靜電紡絲噴頭的組裝示意圖。圖2是本發(fā)明一種新型一字架靜電紡絲噴頭的組裝局部放大視圖。圖3是本發(fā)明一種新型一字架靜電紡絲噴頭的一字架橫向斷面圖。圖中1_連接件；2-引流芯；3- —字架；4-噴射流；5-溫度傳感器；6-加熱棒；7-環(huán)形平衡槽；8-引流槽；9-一字架凹槽面；10-凸起；11_尖端。
具體實施例方式本發(fā)明，一種新型一字架靜電紡絲噴頭，采取如圖1所示的裝置示意圖，它主要包 括連接件1，用于引導物料的引流芯2，連接件1與引流芯2通過螺紋連接，引流芯2上設置 有供物料流動的引流槽8和用于物料再次分配的環(huán)形平衡槽7，與引流芯2通過螺釘直接連 接的一字架3，一字架3上用于物料流動的一字架凹槽面9，用于給一字架3加熱的加熱棒 6和測定噴頭上物料溫度的溫度傳感器5，用于熔體或溶液分流的凸起10，以及用于形成噴 絲的尖端11。紡絲溶液或熔體從引流槽8流向一字架3，當凸起10上均勻分布有溶液或熔體時， 加上靜電場后，在尖端11上就會形成多股的噴射流4。圖1和圖2中，引流槽8半徑為1.5mm，環(huán)形平衡槽7半徑也為1.5mm，一字架凹槽 面9半徑為2. 5mm，兩一字架3間的夾角為160°，噴頭通過連接件1安裝在熔體靜電紡絲 裝置上，紡絲原料為PP顆粒。熔體靜電紡絲裝置與噴頭溫度均升至280°C，一字架3上均勻 分布有PP熔體，加上靜電場，多股的噴射流4沿著尖端11均勻噴出，紡絲效率18g/h，紡絲 纖維噴射流呈兩排直線型，便于收取。
權利要求
一種新型一字架靜電紡絲噴頭，其特征在于，包括連接件、引流芯和一字架，連接件與引流芯通過螺紋連接，引流芯與一字架通過螺釘連接，引流芯上設置有引流槽和環(huán)形平衡槽，一字架上設置有一字架凹槽面，一字架內(nèi)裝配有加熱棒，一字架下側有凸起和尖端。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種新型一字架靜電紡絲噴頭，其特征在于，引流芯為實心體。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種新型一字架靜電紡絲噴頭，其特征在于，引流槽的截面 形狀為圓形或方形。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種新型一字架靜電紡絲噴頭，其特征在于，一字架的個數(shù) 為對稱的兩個或周向均勻分布的多個。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型一字架靜電紡絲噴頭，屬于靜電紡絲領域，它包括連接件、引流芯和一字架，連接件與引流芯通過螺紋連接，引流芯與一字架通過螺釘連接，引流芯上設置有供物料流動的引流槽和用于物料再次分配的環(huán)形平衡槽，一字架上有用于物料流動的一字架凹槽面，一字架設有單獨的溫控裝置進行加熱，當一字架上均勻分布有熔液或熔體時，加上靜電場后，在一字架的尖端上就會形成多股的噴射流，本發(fā)明極大地提高了熔體靜電紡絲的效率，優(yōu)化了紡絲纖維的排列結構形式。
文檔編號D01D4/06GK101871130SQ20101022689
公開日2010年10月27日 申請日期2010年7月6日 優(yōu)先權日2010年7月6日
發(fā)明者丁玉梅, 劉勇, 楊衛(wèi)民, 王德禧, 郝明鳳 申請人:北京化工大學