[实用新型]一种薄膜连续直接塑化供料的熔体微分电纺装置

说明书

本实用新型提出一种薄膜连续直接塑化供料的熔体微分电纺装置，主要包括侧板、放卷辊筒、电动机、加热辊筒、刮板、挡料板、落料环、电极板、高压静电发生器、空气压缩机及收集辊筒，将薄膜缠绕在放卷辊筒上，加热辊筒两端通电加热到设定温度确保薄膜能够在较短时间内熔融；将薄膜用绝缘工具牵引至加热辊筒表面，薄膜被逐渐拉紧，调整电动机使加热辊筒和放卷辊筒达到合适转速以达到最优的供料速度；直接利用挤出机快速挤出的薄膜作为原料的思想，解决了熔体降解氧化的难题，显著提高了纺丝质量，此外熔体通过狭长缝隙流出参与纺丝，射流多，纺丝效率高。装置结构简单，在提高产品效率的同时，提高了产品质量，满足了工业化生产稳定性的要求。

技术领域

本实用新型专利涉及一种薄膜连续直接塑化供料的熔体微分电纺装置，属静电纺丝领域。

背景技术

静电纺丝法，其原料适用性广、成本低、设备简单等优点，被学术界和工业界广泛认为是一种产业化制备微纳米纤维的简单高效的方法，也是最有前景的工艺方法。其基本原理是，聚合物溶液或熔体在高压静电场力的作用下，在毛细管末端形成泰勒锥，进而飞向接收装置，溶液中的溶剂蒸发或熔体固化，最后在接收装置上形成超细纤维。其中溶液静电纺丝法由于有机溶剂的使用，会带来环境污染等问题，因此近年来熔体静电纺丝逐渐受到关注。

随着熔体静电纺丝技术的发展，熔体静电纺丝过程采用挤出机对塑料进行塑化，粒状或块状的塑料固体经过挤出机中螺杆塑化和加热装置加热后熔融成为熔体，熔体从挤出机流道中流出后在高压静电场中流动变形，最后冷却固化被收集装置收集。例如一种线性射流无针式静电纺丝装置(CN103590121A)，其利用线性射流的思想，物料在挤出机塑化熔融之后，熔体随辊筒旋转附着到辊筒表面，通过固定在辊筒上表面中心的导流片形成连续的线性喷射流，提高了纺丝质量和射流均一性，但这种纺丝装置仍存在一定的问题，其利用挤出机塑化物料时，挤出流道比较复杂，设计制造成本高，另一方面，相对于常规挤出工艺的低流量，使熔体电纺工艺中聚合物熔体长时间处于高温状态，容易被氧化和分解变质，影响产品的最终性能。

如何突破传统思路局限，合理的利用加工工艺来达到最好的纺丝质量是一个难点，本实用新型专利在其他工序的基础上，直接用已加工好的塑料薄膜作为原料，通过加热辊筒熔融薄膜，使熔体经过较短的热力程就进入纺丝工艺阶，从而解决了材料的降解问题，是一种提高纺丝质量的新途径。

实用新型内容

本实用新型专利在原有熔体微分纺丝技术的基础上，直接使用已加工好的薄膜作为原料，以聚合物熔体连续均匀供应，避免长时间加热导致材料变性为目标，提出一种薄膜连续直接塑化供料的熔体微分电纺装置及方法。

本实用新型专利提出的一种薄膜连续直接塑化供料的熔体微分电纺装置，主要包括侧板、放卷辊筒、电动机、加热辊筒、刮板、挡料板、落料环、电极板、高压静电发生器、空气压缩机及收集辊筒，放卷辊筒、加热辊筒与收集辊筒分别通过联轴器与电动机直连并获得旋转运动，从上到下分别安装放卷辊筒、加热辊筒、落料环、电极板和收集辊筒，均通过螺钉连接在侧板上，刮板的圆弧面与加热辊筒的圆柱外表面平行并间隙配合，刮板位于加热辊筒轴线方向的两端表面设置凹槽，通过固定在侧板上的杆来固定，挡料板位于刮板斜上方，加热辊筒轴线方向的挡料板一端设有通孔，通过与轴间隙配合，实现绕轴自身旋转运动，挡料板与刮板狭缝间隙通过挡料板的旋转运动可调，间隙正下方设置落料环和电极板，电极板套在落料环外部，且高度方向上位于落料环中部，落料环由空气压缩机提供高速气流，空气压缩机通过导管向落料环下方吹气，电极板接高压静电发生器高压输出端，提供纺丝需要的高压静电场，挡料板与刮板接地。

本实用新型专利提出的一种薄膜连续直接塑化供料的熔体微分电纺装置，原料为薄膜，薄膜来自于挤出机快速挤出流延成型或吹膜成型，可以通过设置加热辊筒的转速与加热辊筒表面温度使薄膜具有合适的塑化时间，薄膜随加热辊筒旋转一定角度输送熔融的薄膜物料熔体，而后熔体随加热辊筒旋转到刮板位置时，及时被接引到刮板上，同直接通过挤出机供料的熔体静电纺丝工艺相比，此过程大大缩短了熔体被持续加热的时间，熔体不会产生明显的降解，保证了熔体的均一性和物理性能的稳定性。