[发明专利]一种循环纺丝装置及其在均一纳米纤维隔膜制备中的应用

说明书

本发明涉及到静电纺丝技术领域，具体涉及到一种循环纺丝装置及其在均一纳米纤维隔膜制备中的应用。所述循环纺丝装置包括驱动装置、供液装置、供电装置和喷丝装置；所述驱动装置包括主动轮、被动轮和传送带，所述传送带穿过所述主动轮和被动轮与之相连；所述供液装置包括溶液储罐、计量泵、溶液输送管道和分液器，所述溶液储罐通过溶液输送管道与所述分液器连接，所述溶液输送管道上设置有所述计量泵；所述供电装置包括高压电源、高压电源线和高压电用滑环，所述高压电用滑环设置在所述分液器上，并通过高压电源线与所述高压电源连接；所述喷丝装置包括若干安装在传动带上的喷头。通过该装置有效地提高纳米纤维隔膜的横向面密度及厚度均一性。

技术领域

本发明涉及到静电纺丝技术领域，具体涉及到一种循环纺丝装置及其在均一纳米纤维隔膜制备中的应用。

背景技术

纳米纤维由于具有直径小，比表面积大的特点，因此纳米纤维及其纤维制品广泛用于空气过滤、液体过滤、能源/电池隔膜、生物医药、药物缓释、个人防护、环境保护、吸声材料等各领域。纳米纤维隔膜作为纳米纤维的主要纤维制品在以上各领域中扮演了非常重要的角色。隔膜的面密度及厚度的均一性是隔膜能够发挥其作用的重要指标。由于针纺(喷头式)纳米纤维制造系统必须移动针头(喷头)才能制得面密度及厚度相对均一的隔膜。目前报道的各种纳米纤维制备系统的针头(喷头)都是水平往复运行甚至不能移动，这样就从根本上决定了所制备的纳米纤维隔膜不能具备均一的面密度及厚度，或者面密度及厚度偏差较大。为了达到使用效果不得不增大隔膜厚度，这样就极大的降低了纳米纤维隔膜的利用率，甚至不能充分地发挥纳米纤维隔膜的特点。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种循环纺丝装置；所述循环纺丝装置包括驱动装置、供液装置、供电装置和喷丝装置；所述驱动装置包括主动轮、被动轮和传送带，所述传送带穿过所述主动轮和被动轮与之相连；所述供液装置包括溶液储罐、计量泵、溶液输送管道和分液器，所述溶液储罐通过所述溶液输送管道与所述分液器连接，所述溶液输送管道上设置有所述计量泵；所述供电装置包括高压电源、高压电源线和高压电用滑环，所述高压电用滑环设置在所述分液器上，所述高压电用滑环通过所述高压电源线与所述高压电源连接；所述喷丝装置包括若干喷头，所述喷头固定安装在所述传动带上。

作为一种优选的技术方案，所述若干喷头以等距的方式固定安装在所述传动带上。

作为一种优选的技术方案，所述若干喷头之间通过高压电线以串联的方式连接。

作为一种优选的技术方案，所述若干喷头之间通过溶液管以串联的方式相互连接，所述溶液管与所述分液器连接。

作为一种优选的技术方案，所述溶液管通过若干支管与所述分液器连接。

作为一种优选的技术方案，所述高压电用滑环通过滑环上的高压电源线与所述高压电线连接。

作为一种优选的技术方案，所述主动轮连接有电机，通过电机和主动轮、被动轮和传送带，驱动安装在传送带上的所述喷头实现循环运转。

作为一种优选的技术方案，所述喷头的安装方向为朝上、朝下或与接收端成任意角度。

作为一种优选的技术方案，所述分液器与旋转电机连接，并以与所述喷头以相同的方向和角速度转动。

作为一种优选的技术方案，所述喷头的循环转动方式为圆形循环或椭圆形循环。

本发明的第二个方面提供了一种制备均一厚度纳米纤维隔膜的方法，其使用如上所述的循环纺丝装置；其包括如下步骤：

(1)将纺丝溶液装入到溶液储罐中，然后通过供液装置将纺丝液输送到分液器中，等分液器注满后开启高压电源，设置电压为5～85kV；

(2)开启驱动装置，设置传送带的运行线速度0.2～5m/min；