电磁加热熔体静电纺丝装置

本发明涉及静电纺丝，具体涉及电磁加热熔体静电纺丝装置。

背景技术：

1、静电纺丝技术是指采用高压静电使聚合物溶液或熔体带电并发生形变，在喷头末端尖锐处产生泰勒锥，泰勒锥在电场力的作用下形成射流进而制备纤维的方法。相比于溶液静电纺丝，熔体静电纺丝具有纤维产出效率高、无溶剂污染和纤维强度高等优点。但是现有的设备高分子材料在加热熔化过程中在流道内停留时间过长容易发生降解，导致纤维变脆。所以这是现在静电纺丝机设备需要解决的问题之一。

2、传统的熔体静电纺丝设备需要对大量的高分子颗粒进行熔融塑化随后输送到喷头位置进行纺丝，高分子材料在流道内停留的时间太长会导致高分子材料发生降解，导致材料变脆，并且在设备开始工作之前，需要对流道及挤出机进行预热，消耗时间较长，浪费资源，现有设备的喷头无法保证熔体在喷头上分布均匀，鉴于此，本发明提出熔即用的电磁加热熔体静电纺丝装置。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供电磁加热熔体静电纺丝装置。高分子棒料直接熔融并均匀涂覆在喷头外侧，简化了操作流程，减少了原料浪费，且提高纺丝效率。

2、本发明中的技术思路是：将高分子棒料在喷头外侧熔融并均匀涂覆在喷头外侧，涂覆的熔体在重力作用下在喷头尖端处形成泰勒锥，接收板连接高压静电发生装置，喷头尖端处的液滴在电场中感应带电，带电的聚合物液滴在电场力的作用下在taylor锥顶点被加速，形成纤维射流。

3、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：电磁加热熔体静电纺丝装置，包括有底部呈圆台结构的喷头，并且该喷头可沿自身轴线匀速的转动，喷头的上端外侧环绕设置有电磁线圈；

4、还包括有用于向喷头方向输送高分子料棒的输送装置，高分子料棒通过输送装置逐渐的靠近电磁线圈被加热熔融，熔融状态的高分子料棒随着喷头的旋转均匀涂覆在喷头外侧，熔体在重力作用下在喷头底部形成泰勒锥。

5、优选的，电磁线圈受控于电磁线圈温控装置，喷头的温度通过电磁线圈温控装置所控制，温度过低会使熔体粘度增加，温度过高会引起熔体降解，都不利于纤维射流的产生，因此优选控制在220～240℃，该温度能保证高分子料棒在接触到喷头在短时间内就可以熔融。

6、优选的，喷头沿自身轴线旋转的速度为15r/min，喷头在上述的转速下均匀转动，刚熔化的高分子材料就可以均匀涂敷在喷头表面。喷头的转速太快，单位时间内喷头附着高分子材料就少，即转速太快附着在喷头表面的熔融高分子材料就相对较少，转速慢附着在喷头表面的熔融高分子材料就相对较多。

7、优选的，输送装置包括有上下并排设置的上支架和下支架，上支架和下支架上沿其长度方向均匀的分布有数个滚筒，其中，位于下支架上的第一个滚筒的中心轴贯穿下支架后固定套接有第二齿轮，下支架的侧面还转动安装有与第二齿轮啮合的第一齿轮，该第一齿轮被第一电机所驱动。

8、优选的，第一电机的转速控制在120r/min～180r/min，通过第一电机的转速可以实现调节生成纤维粗细的效果，最低转速能够保证经过输送装置转送接触到喷头的高分子料棒完全熔融，最高转速除了能保证接触到喷头的高分子料棒完全熔融，还能使喷头受到较小来自输送装置经过高分子料棒作用的推力。

9、优选的，上支架和下支架两者通过四个支撑杆相连，每个支撑杆的底部均与下支架固定相连，顶部则与上支架滑动相连，支撑杆向上贯穿上支架后螺纹连接有螺母，每个支撑杆的外部还套接有第一弹簧；每个滚筒的中部沿径向向内凹陷形成有凹槽，高分子料棒在第一电机的带动下及上下两个滚筒弹性夹持下可以稳定输送到喷头位置。

10、优选的，输送装置还包括有呈倾斜分布的进料管，该进料管的内径大于高分子料棒，进料管的底端朝向与下支架上的第一个滚筒，因进料管具有一定的倾斜度，高分子料棒会在重力的作用下滑落到输送装置中的第一个滚筒位置处。

11、优选的，喷头的圆台面底部还设置有出料调节器，出料调节器是对将要附着在喷头表面熔融的高分子材料进行一次调节，出料调节圈具有一定的弹性，通过拧动出料调节圈控制器可以实现控制出料调节圈内径的大小。出料调节圈固定在喷头的上部分位置的外径，熔融的高分子材料堆积在喷头上部分，在重力的作用下熔融的高分子材料向喷头下部分流动，出料调节圈可以对出料的多少进行控制调节。

12、优选的，还包括有设置于喷头下方的接收板，接收板连接高压静电发生装置，喷头与接收板之间通过高压静电发生装置施加高压形成电场喷头与接收板之间通过施加高压形成电场，喷头尖端处的液滴在电场中感应带电，带电的聚合物液滴在电场力的作用下在taylor锥顶点被加速，形成纤维射流。

13、与现有技术相比，本发明提供了电磁加热熔体静电纺丝装置，具备以下

14、有益效果：

15、本发明直接将静电纺丝需要的高分子料棒不需要经过粉碎，直接投放到静电纺丝设备，并且不需对设备进行预热，通过输送装置滚筒弹性夹持下输送高分子料棒，抵达喷头熔化，熔融的材料在旋转喷头的带动下均匀附着在喷头表面。不仅省略了对静电纺丝设备预热的流程，也避免了高分子材料在流道内停留时间过长容易发生降解，导致纤维变脆，提高了静电纺丝的质量和效率。

技术特征：

1.电磁加热熔体静电纺丝装置，其特征在于：包括有底部呈圆台结构的喷头(19)，并且该喷头(19)可沿自身轴线匀速的转动，喷头(19)的上端外侧环绕设置有电磁线圈(12)；

2.根据权利要求1所述的电磁加热熔体静电纺丝装置，其特征在于：电磁线圈(12)受控于电磁线圈温控装置，喷头(19)的温度通过电磁线圈温控装置控制在220～240℃。

3.根据权利要求2所述的电磁加热熔体静电纺丝装置，其特征在于：喷头(19)沿自身轴线旋转的速度为15r/min。

4.根据权利要求2或3所述的电磁加热熔体静电纺丝装置，其特征在于：输送装置包括有上下并排设置的上支架(5)和下支架(1)，上支架(5)和下支架(1)上沿其长度方向均匀的分布有数个滚筒(3)，其中，位于下支架(1)上的第一个滚筒(3)的中心轴贯穿下支架(1)后固定套接有第二齿轮(9)，下支架(1)的侧面还转动安装有与第二齿轮(9)啮合的第一齿轮(2)，该第一齿轮(2)被第一电机(10)所驱动。

5.根据权利要求4所述的电磁加热熔体静电纺丝装置，其特征在于：第一电机(10)的转速控制在120r/min～180r/min。

6.根据权利要求5所述的电磁加热熔体静电纺丝装置，其特征在于：上支架(5)和下支架(1)两者通过四个支撑杆(20)相连，每个支撑杆(20)的底部均与下支架(1)固定相连，顶部则与上支架(5)滑动相连，支撑杆(20)向上贯穿上支架(5)后螺纹连接有螺母(6)，每个支撑杆的外部还套接有第一弹簧(14)；每个滚筒(3)的中部沿径向向内凹陷形成有凹槽。

7.根据权利要求6所述的电磁加热熔体静电纺丝装置，其特征在于：输送装置还包括有呈倾斜分布的进料管(7)，该进料管(7)的内径大于高分子料棒(11)，进料管(7)的底端朝向与下支架(1)上的第一个滚筒(3)。

8.根据权利要求1-3任一所述的电磁加热熔体静电纺丝装置，其特征在于：喷头(19)的圆台面底部还设置有出料调节器，出料调节器由出料调节圈(13)及出料调节圈控制器(17)组成。

9.根据权利要求8所述的电磁加热熔体静电纺丝装置，其特征在于：还包括有设置于喷头(19)下方的接收板(8)，接收板(8)连接高压静电发生装置，喷头(19)与接收板(8)之间通过高压静电发生装置施加高压形成电场。

技术总结本发明公开了电磁加热熔体静电纺丝装置，包括有底部呈圆台结构的喷头，并且该喷头可沿自身轴线匀速的转动，喷头的上端外侧环绕设置有电磁线圈；还包括有用于向喷头方向输送高分子料棒的输送装置，高分子料棒通过输送装置逐渐的靠近电磁线圈被加热熔融，熔融状态的高分子料棒随着喷头的旋转均匀涂覆在喷头外侧，熔体在重力作用下在喷头底部形成泰勒锥。本发明直接将高分子料棒直接投放到静电纺丝设备，通过输送装置输送高分子料棒抵达喷头熔化，熔融的材料在旋转喷头的带动下均匀附着在喷头表面。不仅省略了对静电纺丝设备预热的流程，也避免了高分子材料在流道内停留时间过长容易发生降解，导致纤维变脆，提高了静电纺丝的质量和效率。技术研发人员：陈宏波,王春明,夏琦,韩雯雯,杨卫民受保护的技术使用者：青岛科技大学技术研发日：技术公布日：2024/5/29