熔融靜電紡絲設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于納米纖維制備技術領域，由其涉及一種生產(chǎn)納米纖維用的熔融靜電紡絲設備及利用該設備制備的納米纖維。
【背景技術】
[0002]納米纖維:是指直徑為納米尺度而長度較大的具有一定長徑比的線狀材料，此外，將納米顆粒填充到普通纖維中對其進行改性的纖維也稱為納米纖維。狹義上講，納米纖維的直徑介于Inm到10nm之間，但廣義上講，纖維直徑低于100nm的纖維均稱為納米纖維。
[0003]納米纖維的用途很廣，如將納米纖維植入織物表面，可形成一層穩(wěn)定的氣體薄膜，制成雙疏性界面織物，既可防水，又可防油、防污；用納米纖維制成的高級防護服，其織物多孔且有膜，不僅能使空氣透過，具可呼吸性，還能擋風和過濾微細粒子，對氣溶膠有阻擋性，可防生化武器及有毒物質(zhì)。此外，納米纖維還可用于化工、醫(yī)藥等產(chǎn)品的提純、過濾等。
[0004]制造納米纖維的方法有很多，如拉伸法、模板合成、自組裝、微相分離、靜電紡絲等。其中靜電紡絲法以操作簡單、適用范圍廣、生產(chǎn)效率相對較高等優(yōu)點而被廣泛應用。靜電紡絲是一種不同于常規(guī)方法的紡絲技術，它是基于高壓靜電場下導電流體產(chǎn)生高速噴射的原理發(fā)展而來的，其基本過程是，聚合物溶液或熔體在幾千至幾萬伏的高壓靜電場下客服表面張力而產(chǎn)生帶電噴射流，溶液或熔體在噴射過程中干燥、固化最終落在接收裝置上形成纖維氈或其他形狀的纖維結構物，工藝圖如圖1所示?，F(xiàn)有的靜電紡絲技術術存在一些缺陷，產(chǎn)量低，同時受溶液溶度、粘性等性能影響較大，對不溶性物質(zhì)的納米纖維生產(chǎn)有很大的困難，且現(xiàn)有的靜電紡絲技術生成速度慢，不能對應大量生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種熔融靜電紡絲設備，用以實現(xiàn)在不破壞高聚物自身性質(zhì)的情況下，能夠?qū)φ承暂^大或近乎絕緣的聚合物熔體或溶液進行靜電紡絲，并可實現(xiàn)納米纖維的規(guī)?；a(chǎn)，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低。
[0006]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0007]本發(fā)明提供一種熔融靜電紡絲設備，利用高溫高速空氣和靜電使高分子聚合物形成納米纖維，包括:噴絲模頭、噴絲頭、高壓供電裝置及接收板，還包括高壓輸氣管及噴絲模頭蓋板，所述噴絲模頭與高壓輸氣管出氣端密封連接，噴絲模頭蓋板一端與高壓輸氣管出氣端外壁相連，另一端與噴絲模頭末端外壁相連，噴絲模頭、高壓輸氣管及噴絲模頭蓋板之間形成輸料室，所述輸料室通過導管與輸料裝置相連，輸料室內(nèi)部噴絲模頭的圓周外壁上設有凸起筋，凸起筋上設有若干連同輸料室與噴絲模頭中部輸氣通道的金屬導管，所述金屬導管出料端上部固定設置有初級噴氣管頭，所述噴絲頭向下延伸出噴絲模頭，所述接收板位于噴絲頭的下方，所述高壓供電裝置通過高壓電源線與所述金屬導管和噴絲頭相連。
[0008]優(yōu)選的，所述噴絲模頭蓋板內(nèi)部設有加熱器，可以為輸料室內(nèi)部的高聚物物料進行加熱。
[0009]優(yōu)選的，所述高壓輸氣管內(nèi)部設置有加熱裝置，用以對高壓空氣進行加熱。
[0010]優(yōu)選的，所述金屬導管的數(shù)量為兩個，并對稱設置，與噴絲模頭之間的夾角為45度。
[0011]優(yōu)選的，所述噴絲模頭與高壓輸氣管及噴絲模頭蓋板之間分別采用滾動軸承密封連接，所述初級噴氣管頭采用設置在噴絲模頭內(nèi)壁上的若干葉片固定，在空氣高速流動狀態(tài)下吹動葉片可以使得所述噴絲模頭處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0012]優(yōu)選的，所述金屬導管和噴絲頭分別與不同的高壓供電裝置相連。
[0013]優(yōu)選的，所述高壓輸氣軟管輸送的空氣溫度為200?800°C，溫度為0.2MPa?0.5MPa0
[0014]作為一種舉例說明，所述高聚物物料為多種或單一的可熔性熱塑型高分子聚合物。
[0015]作為一種舉例說明，由本發(fā)明所述設備得到的納米纖維的直徑為200?lOOOnm，優(yōu)選500?800nm。
[0016]本發(fā)明所述的納米纖維可制成的制品包括隔熱性材料、吸音材料、去除油脂與微小物質(zhì)的高效過濾膜。所述微小物質(zhì)包括病菌，病毒，微小粉塵或其組合。
[0017]本發(fā)明的積極效果:本發(fā)明通過設置金屬導管及初級噴氣管頭，可以實現(xiàn)對聚合物的初次拉伸及通過噴絲頭進行二次拉伸，在不改變聚合物熔體或溶液自身性質(zhì)的情況下對粘性較大和近乎絕緣的聚合物熔體或溶液的靜電紡絲，擺脫傳統(tǒng)靜電紡絲技術對原料的限制；同時本發(fā)明的靜電紡絲裝置可實現(xiàn)微米或納米纖維的高效率、低耗能、連續(xù)化生產(chǎn)，通過可以旋轉(zhuǎn)金屬導氣管及噴絲模頭輔助溶液靜電紡絲可實現(xiàn)納米纖維的規(guī)?；a(chǎn)，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，可滿足大批量生產(chǎn)及產(chǎn)品應用等對納米纖維及其相關產(chǎn)品的需求。
【附圖說明】
[0018]圖1是現(xiàn)有靜電紡絲設備的結構示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明熔融靜電紡絲設備的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細說明。
[0021]參照圖2，本發(fā)明優(yōu)選實施例提供一種熔融靜電紡絲設備，利用高溫高速空氣和靜電使高分子聚合物形成納米纖維，包括:噴絲模頭1、噴絲頭2、高壓供電裝置3及接收板4，還包括高壓輸氣管5及噴絲模頭蓋板6，所述噴絲模頭I與高壓輸氣管5出氣端密封連接，噴絲模頭蓋板6 —端與高壓輸氣管5出氣端外壁相連，另一端與噴絲模頭I末端外壁相連，噴絲模頭1、高壓輸氣管5及噴絲模頭蓋板6之間形成輸料室7，所述輸料室7通過導管與輸料裝置8相連，輸料室內(nèi)部噴絲模頭的圓周外壁上設有凸起筋9，凸起筋9上設有若干連同輸料室與噴絲模頭中部輸氣通道的金屬導管10，所述金屬導管10出料端上部固定設置有初級噴氣管頭11，所述噴絲頭2向下延伸出噴絲模頭I，所述接收板4位于噴絲頭2的下方，所述高壓供電裝置通過高壓電源線與所述金屬導管和噴絲頭