[发明专利]一种手持式熔体静电纺丝制备装置及使用方法

说明书

本发明公开了一种手持式熔体静电纺丝制备装置及使用方法，主要包括安全罩、端盖、紧固螺钉、外壳、支撑板、滚筒、保温棉、隔离板、风扇、电阻加热丝、通气孔、通气管、滚轮、微型高压静电发生器、通线孔、电极接头、送料管、针头、排气孔、金属垫片、通气管孔、送料管孔、锥形孔等。本装置利用丝料连续进料，由电阻加热丝加热的空气传热对物料加热熔融；针头连接高压与接地的接收板之间形成电场；传热完毕的热空气从针头与端盖锥形孔的狭缝之间排出，对纤维进行二次拉伸。本装置对熔体静电纺丝制备装置进行简化，使其小型化、轻量化、便携化，纤维制备更加方便快捷，能够用于实验室应用、家用、临床医用及作为教学演示教具方面的小批量纤维制备。

技术领域

本发明涉及一种手持式的熔体静电纺丝制备装置及使用方法，属于静电纺丝领域。

背景技术

目前静电纺丝法被公认为制备微纳米纤维最简单高效的方法，与其他方法相比较静电纺丝法具有原料来源广泛、纺丝成本低廉、可规模化制备等优势，在微纳过滤、锂电池隔膜、生物医药等领域展现出极大的应用潜力，因而引起研究者的广泛关注。

现有的研究及产业化应用围绕静电纺丝批量化装置产生了大量创新，但是便携式、小体积易操作的微型、小型静电纺丝装置较少。然而这类小型装置在实验室应用、家用、临床医用及作为教学演示教具方面具有巨大潜力。中国专利(201720057770.9)一种新型便携式静电纺丝装置，虽然对静电纺丝装置进行了便携化改进，但该装置只能实现溶液静电纺丝法，而对于高分子熔体无法实现。高分子熔体由于需要加热并保持高温运行，意味着需要复杂的加热系统、原料供给系统、隔热及绝缘系统等，对便携化设计提出了很大的挑战。因此，寻求设计一种便携式、小体积易操作的小型熔体静电纺丝制备装置具有广泛的应用前景和研究价值。

针对以上问题，本发明一种手持式熔体静电纺丝制备装置及使用方法，利用高温高压气体对物料及滚轮对连续输送丝料进行加热熔融替代了螺杆挤出机熔融和输送物料的传统方式，并且简化收集装置，使熔体静电纺丝设备小型化、轻量化、便携化，纤维制备更加方便快捷，能够用于实验室应用、家用、临床医用及作为教学演示教具方面的小批量纤维制备。

发明内容

本发明提出一种手持式熔体静电纺丝制备装置及使用方法，利用高温高压气体对物料进行加热熔融以及滚轮对连续输送丝料替代了螺杆挤出机熔融和输送物料的传统方式，进一步利用传热完毕的气体使得射流细化，并且简化收集装置，使熔体静电纺丝设备小型化、轻量化、便携化，使得微纳米纤维能够连续制备。实现了熔体静电纺纳米纤维制备装置的便携化，满足热塑性材料即纺即用，更好地促进纳米纤维的应用与发展。

实现上述目的的技术方案是：一种手持式熔体静电纺丝制备装置，主要包括安全罩、端盖、紧固螺钉、外壳、支撑板、滚筒、保温棉、隔板、加热腔外壳、风扇、电阻加热丝、通气孔、通气管、滚轮、微型高压静电发生器、通线孔、电极接头、送料管、针头、排气孔、金属垫片、锥形孔等。外壳上部放置滚筒，丝料缠绕在滚筒上；风扇、加热腔外壳、隔板及电阻加热丝从右到左同轴布置构成加热腔，通气管一端连接加热腔，一端连接金属垫片与端盖之间的空腔，且通气管外加保温棉隔热保温，通气管有多根并沿周向均布；两个由电机驱动转速可调的滚轮相反运动构成滚轮对，滚轮对缝隙中心线与送料管同轴布置，送料管位于滚轮对的左侧，且相距1-3cm，丝料穿过外壳和保温棉经由滚轮对输送入送料管，送料管与针头螺纹连接，所述送料管的内径略大于丝料直径；通气管和送料管由支撑板进行环向固定，外壳底部和隔板的阶梯孔对其轴向固定；安全罩安装在端盖处，端盖中心处有孔，微型高压静电发生器通过电极接头、端盖、金属垫片及导线与针头连接，使针头携带高压静电，与接地的接收板在安全罩内部形成电场，所述端盖、金属垫片与外壳通过紧固螺钉连接。