專利名稱：一種直線型高效靜電紡絲噴頭的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種靜電紡絲噴頭，屬于靜電紡絲領域。
背景技術：
由于納米技術的快速發展，靜電紡絲引起世界各國研究學者的關注，由靜電紡絲制備的納米纖維有其獨特的特征，比如靜電紡絲相對于其他紡絲方式制得的納米絲可以很長，纖維直徑更小，可達lnm，比表面積更大等。到目前為止，已報道大約100種聚合物可以利用靜電紡絲制備出超細纖維。由靜電紡絲制備出的納米細絲可用作過濾材料，生物醫藥
功能材料，電極材料，增強材料，吸音材料等。目前靜電紡絲技術還不成熟，仍然存在很多問題需要解決，比如靜電紡絲納米纖維的質量控制，靜電紡絲產量低，工業應用投資相對較高，納米纖維的力學性能表征問題等。本發明采用一種月牙型流道，使聚合物在流道內無殘余，并且加熱棒并行于流道，使加熱更加均勻。這種直線型高效靜電紡絲噴頭，不僅可以提高紡絲效率而且能夠提高紡絲質量。

發明內容
本發明提供了一種直線型高效靜電紡絲噴頭，與傳統紡絲噴頭相比，這種直線型噴頭，通過主流道和月牙形流道，可使熔體在流道中更均勻的分布。同時，在月牙形流道兩側的超細噴口易于加工，克服以往毛細噴孔難加工的缺點。使用月牙形流道可使流道內熔體充分利用，加熱棒并行于流道下方，使加熱均勻。導流槽可對熔體二次分流，使流至水平料筒底部的熔體更均勻。本發明提供了一種直線型高效靜電紡絲噴頭，它包括主流道(2)、月牙形流道
(5)、直線噴口(8)和導流槽(9)。主流道(I)和月牙形流道(6)垂直，直線噴口(8)位于月牙形流道(5)左右底端處，直線噴頭(8)和月牙形流道(5)的弧面相切，直線噴口在圓柱壁面中線處各開一個，垂直料筒(12)的加熱圈(3)加在垂直料筒(12)外壁，月牙形流道(5)下方有加熱棒(6 )，溫控裝置(4 )分別位于垂直料筒(12)和水平料筒(11)外壁。紡絲熔體從主流道(2)進入月牙形流道(5)，在月牙形流道中均勻分布，通過月牙曲面可使熔體更均勻有序的流向直線噴口(8)，加上靜電場后，熔體通過直線噴頭流到水平料筒(11)外壁，經過導流槽(9) 二次分流，從兩側噴頭流出的熔體分別在水平料筒底端兩側聚集，形成多股均勻的噴射流。本發明提出的直線型高效靜電紡絲噴頭，噴頭的流道采用月牙形能使物料充分利用，避免積料，也避免了熔融物料與空氣的長時間接觸，減少熱氧降解；噴頭的水平料筒底部為平面或上凹面，底部兩側設有導流槽，能使形成的更多更均勻的泰勒錐，大大提高了紡絲效率，適宜工業化生產。


圖I是本發明一種直線型高效靜電紡絲噴頭半剖視2是本發明的左剖視圖
圖3是本發明的水平料筒剖視中1_垂直料筒壁；2_主流道；3_加熱圈；4_熱電偶；5_月牙形流道；6_加熱棒；7_水平料筒壁；8_直線噴口 ；9_導流槽；10_封頭；11-水平料筒；12-垂直料筒
具體實施例方式本發明一種直線型高效靜電紡絲噴頭，它主要包括垂直料筒(12)以及與垂直料筒(12 )通過焊接連接的水平料筒(11 )，水平料筒(11)內為月牙形流道(5 )，其中月牙形流道
(5)圓弧面的中心角為100°，半徑為12_，月牙形流道(5)兩側為直線噴頭(8)，與月牙形流道圓弧面相切，直線噴口(8)縫隙寬為O. 3mm，用于物料預熱的上加熱圈(3)位于垂直 料筒(12)下部，用于加熱物料的加熱棒(6)位于水平料筒(11)內月牙形流道(5)正下方，夕卜徑為8mm，熱電偶(4)通過鉆孔固定在垂直料筒(12 )和水平料筒(11)上，封頭(7 )焊接在水平料筒壁(7 )上，導流槽(9 )設在靠近底部的壁面上。紡絲步驟首先，將垂直料筒(12)下部的加熱圈(3)設定一個較低溫度，對物料進行預熱，將加熱棒(6)設定一個較高溫度，然后將紡絲物料加進垂直料筒(12)，熔體熔融后，月牙形流道(5)內物料流向直線噴口(8)。最后，等到噴口外有不脫落的熔體滴時，加上靜電場，熔體液滴沿水平料筒(11)外壁向下流至導流槽(9)，經過導流槽(9) 二次分流，使熔體液滴分布更加均勻，熔體在水平料筒(11)底部平面在電場作用下形成泰勒錐，可紡出多股均勻細絲。
權利要求
1.一種直線型高效靜電紡絲噴頭，它包括主流道(2)、月牙形流道(5)、直線噴口(8)和導流槽(9)，其特征在于，主流道(2)和月牙形流道(5)垂直，直線噴口(8)位于月牙形流道(5)左右底端處，直線噴口(8)在水 平料筒(11)中線處各開一個，水平料筒底部兩側設有導流槽(9 )，垂直料筒(12)的保溫層(3 )加在垂直料筒(12 )外壁，月牙形流道(5 )下方有加熱棒(6)，熱電偶(4)分別位于垂直料筒(12)和水平料筒(11)外壁。
2.根據權利要求I所述的一種直線型高效靜電紡絲噴頭，其特征在于水平料筒(11)里流道為月牙形流道(5)或底面向上凹的流道。
3.根據權利要求I所述的一種直線型高效靜電紡絲噴頭，其特征在于月牙形流道(5)底端的壁面上有直線噴口(8)或間隔的孔。
4.根據權利要求I所述的一種直線型高效靜電紡絲噴頭，其特征在于直線噴口(8)與流道(6)圓弧面相切且直線噴口水平線的夾角大于O度，優選范圍為30-60度。
5.根據權利要求I所述的一種直線型高效靜電紡絲噴頭，其特征在于水平料筒(11)靠近底部的壁面兩側設有導流槽(9)，導流槽深度大于O. 2毫米。
6.根據權利要求I所述的一種直線型高效靜電紡絲噴頭，其特征在于月牙形流道(5)的加熱裝置即加熱棒(6 )位于水平料筒(11)內，也可以采用流體加熱代替加熱棒。
7.根據權利要求I所述的一種直線型高效靜電紡絲噴頭，其特征在于水平料筒(11)底部為平面或上凹面。
全文摘要
本發明公開了一種直線型高效靜電紡絲噴頭，其適用于聚合物熔體靜電紡絲。該直線型高效靜電紡絲噴頭包括主流道、月牙形流道、直線形噴口、導流槽和加熱溫控裝置。聚合物熔體通過主流道進入月牙形流道，通過月牙形導流面，熔體可流向圓柱壁面上的直線形噴口，從圓柱壁兩側流出的聚合物通過外壁面流向水平料筒底端，經過導流槽實現熔體二次分流，加上靜電場后，在底端兩側分別形成多股均勻噴射流。本發明解決了噴頭內有殘余物料的問題，且紡絲效率高，適宜工業化生產。
文檔編號D01D4/02GK102953129SQ20121049128
公開日2013年3月6日 申請日期2012年11月27日 優先權日2012年11月27日
發明者劉勇, 宋天丹, 夏令濤, 李秀紅, 王克儉, 郭鴻霖 申請人:北京化工大學