[发明专利]微型连续静电纺丝成型设备

说明书

技术领域

本发明专利属于设备制备以及材料成型领域，包括纤维材料、由纤维组成的织造和/或非织造材料制备的设备，具体涉及一种可以实现连续静电纺丝的微型成型装置。

背景技术

微米、纳米纤维以其小尺寸效应的独特性质和优势使其在众多的纤维材料中脱颖而出，这类纤维具有比表面积大、力学特性独特，使其在医学、环境保护、能源利用、工业建筑以及军事国防等方面具有显著的应用优势。

工业化实现微米/纳米纤维的制备方法包括复合纺丝法、熔喷法、闪蒸法以及近几年出现的静电纺丝技术。其中制备纳米纤维的方法中最为引人注目的是利用高压静电场，静电纺丝工艺，它可以通过电压、原液浓度、接收距离、流量等工艺参数的控制实现纳米纤维的制备；另一方面，它突破了传统熔纺、溶液法纺丝成型的界限，可以实现多种聚合物材料的纤维纺丝成型过程以及纤维尺寸从10纳米到1000纳米宽范围微米/纳米纤维的制备，因此，静电纺丝成型控制以及工业化受到人们的广泛关注。

目前实现静电纺丝工业化生产的技术仅限于几家国外大型的企业。静电纺丝工业化的主要问题是纺丝过程产量的提高、纤维网强度问题、以及采用溶液纺丝成型的溶剂回收和环保问题。目前，旋转喷头、多喷头的专利为静电纺丝成型产量的提高提出了参考方法，也是目前静电纺丝工业化普遍采用的喷头形式。但是，对于采用喷嘴成型而言，纺丝原液或者熔体的连续供应，还没有相关专利提出。特别是对于小型样品制备所需要的连续供样和稳定性成型控制，国内目前还鲜有报道。

发明内容

本发明专利的技术问题在于提供一种微型的可以实现连续静电纺丝的成型设备。

本发明专利是通过以下技术方案得以实现：

一种微型连续静电纺丝成型设备，包括连续供液装置、静电发生器以及分别连接在该静电发生器两个输出端的喷丝嘴、收集装置，其中柱塞泵通过连接管路同时与供液容器、喷丝嘴连接，往复式运动机构与柱塞泵连接并带动柱塞在缸体内往复运动，所述柱塞泵及其连接管路均为至少两个，该至少两个柱塞泵分别通过各自的连接管路与所述供液容器、喷丝嘴连接；该至少两个柱塞泵的柱塞均与所述往复式运动机构连接，并由往复式运动机构带动其中一个柱塞泵做吸进运动时，另一个柱塞泵做挤出运动。

本发明专利中，由于设有至少两个柱塞泵，两个柱塞泵均与往复式运动机构连接，在每一时刻，均有至少一个柱塞泵向喷丝嘴供液，使喷丝嘴的供液连续，本发明专利可以实现连续进样，从而可实现连续微米、纳米纤维毡或长丝的制备。该至少两个往复式柱塞泵可单独或者同时通过连接管路与供液容器、喷丝嘴连接，当柱塞泵单独与供液容器、喷丝嘴连接时，可通过调整供液容器内的纺丝原液的种类制备三明治复合微米/纳米纤维毡。

本发明专利所述收集装置可为板型、管型、轮型或者其它任何形状的三维的可导电物体，板型收集装置可以提供连续的或周期性的二维纳米纤维毡样品或制品；转轮收集装置可以提供连续的或周期性的一维纳米纤维样品或制品；该任何形状的三维的可导电物体包括但是不完全包括皮肤表面、皮肤表面复形、骨骼、骨骼复型、血管、血管复型等，所有收集装置均通过连接到静电纺丝供液装置的流量计量计实现控制切换过程。

本发明专利所述喷丝嘴可为单个或者两个及其以上的喷丝头，或者可以采用狭缝喷丝嘴、或者采用光面滚筒、或者采用网面滚筒中的一种或者配合使用，从而满足不同成型样品的要求。

本发明专利的进一步改进是：

所述往复运动机构包括移动件、驱动移动件的驱动机构以及对该移动件的行程进行感测的行程开关，该行程开关与控制电路连接；至少两个所述柱塞泵反向设置且均与移动件连接。该结构为一种串联式设计，移动件向一个方向移动时，带动第一个柱塞泵向喷丝嘴供液，第二个柱塞泵停止向喷丝嘴供液，移动件反向运动时，带动第二个柱塞泵向喷丝嘴供液，第一个柱塞泵停止向喷丝嘴供液。

所述往复运动机构包括铰接在基座上的导槽、设于铰接点两侧且可在导槽内滑动的滑动件，驱动该导槽的驱动机构和对该导槽的行程进行监控的行程控制开关；该行程控制开关与控制电路连接；所述至少两个柱塞泵的柱塞分别连接在铰接点两侧的滑动件上。在驱动机构的驱动作用下，导槽相对于铰接点转动，分别使至少两个滑动件反向运动，即若其中一个柱塞泵停止向喷丝嘴供液时，另一个柱塞泵可以向喷丝嘴供液，使喷丝嘴的供液连续。

所述驱动机构为机械传动机构，可以是凸轮传动机构，齿轮齿条传动机构，气缸传动机构，螺杆传动机构包括滚珠螺杆传动机构中的一种或者两种。