0022]所述的多孔介质2选用粉末冶金多孔材料、陶瓷多孔材料或者泡沫金属这种块状多孔材料时，首先将纺丝缓冲筒I底部插入锥形电极1-1，锥形电极1-1是一个形似漏斗的铜质导电圈，形状与纺丝缓冲筒I底部锥形部分相同，其顶端伸出电极，电极通过纺丝缓冲筒I筒壁穿出纺丝缓冲筒1，用来接入外电源，穿出部分与纺丝缓冲筒接触部分密封，多孔介质2切削成与纺丝缓冲筒I底部形状相同的锥形，布置在纺丝缓冲筒I下端的出液孔9处，与锥形电极1-1相接触。之后再将纺丝缓冲筒I固定在铜芯卡具3的孔内。
[0023]所述的铜芯卡具3的结构分为两种，固定式卡具和可调式卡具，固定式卡具为铜板3-1上排列有锥度的孔3-2，孔数取决于纺丝头的个数；孔间距取决于设计的纺丝头间距；可调式夹具由两片波浪状铜片3-3组成，两个波浪状铜片3-3的波峰与波峰相对，波谷与波谷相对，两个波浪状铜片的波峰位置通过螺杆3-4与螺母3-5连接，波谷处的空间将纺丝缓冲筒I置入其中，调节螺母将纺丝缓冲筒I夹紧。
[0024]具体工作时，将聚丙烯晴(PAN)与N，N 二甲基甲酰胺(NMP)和乙醇混合搅拌，配置成8wt%的PAN溶液；之后加入乙酰丙酮，搅拌均匀后加入一定量纳米硅粉后继续搅拌直至形成悬浊液，如图7所示，使用孔径75 μ m，孔隙率45%的多孔铜箔作为多孔介质2，将其与20ml的纺丝缓冲筒I相配合，纺丝缓冲筒I底端开口 8mm，如图2所示，将多孔介质2包裹在纺丝缓冲筒I底端的出液孔9处，将纺丝缓冲筒I装在固定式的铜芯卡具3上，包裹纺丝缓冲筒I上的多孔介质2紧密的与固定式的铜芯卡具3孔的内表面接触，起到传导电压的作用，设置纺丝头间距15cm。如图1所示，将溶液注入储液箱7中，以30ml/min的速度注入纺丝系统中，控制纺丝缓冲筒I下端的出液孔9与接收板5之间距离，在一定的电压下纺制成PAN丝，再将材料在600°C高温下加热8小时，冷却后得到硅碳复合材料，纺丝成品如图8所示。
[0025]多孔介质2选择粉末冶金多孔镍时，配置50wt%PVDF的丙酮溶剂，加入2wt%的水混合成纺丝浆料。选择底端出液口大小为20mm缓冲筒，缓冲筒容积为200ml ;选择粉末冶金多孔镍作为多孔介质2，其孔隙率为60%，孔径为100 μ m，厚度6mm。如图3所示，组装时首先将铜质的锥形电极1-1插入纺丝缓冲筒I底部，顶端通过纺丝缓冲筒I筒壁穿出。如图4所示，锥形电极1-1形状与纺丝缓冲筒I底端形状相同，起到将纺丝缓冲筒I内的纺丝液与外侧卡具相连的作用。之后将多孔介质2切削成与纺丝缓冲筒I底部相同的形状，并将其置入纺丝缓冲筒I底部的出液孔9处，与锥形电极紧密接触。使用可调式的铜芯卡具3，将单排4个相同的纺丝缓冲筒I装入铜芯卡具3内，铜芯卡具3内侧与锥形电极1-1伸出部分紧密接触。将卡具安装入动力装置，连接上供电系统和供液系统，以50ml/min的速度注入纺丝浆料，调节纺丝缓冲筒I底端与接收板5之间距离以很好的接收纺丝，缓冲筒垂直于缓冲筒排布方向移动，在一定电压下纺织成膜，之后经过烘干过程便得到PVDF纺丝隔膜，纺丝成品如图9所示。
【主权项】
1.一种多孔材料无针头静电纺丝装置，其特征在于:纺丝装置包括供电系统、接收装置、供液装置、纺丝系统、储液装置、动力系统，其中纺丝系统中的纺丝缓冲筒为圆柱形，其上下两端为锥形，纺丝缓冲筒的下端开有出液孔，孔的直径在3~20mm之间，多孔介质套在纺丝缓冲筒的下端，纺丝缓冲筒通过铜芯卡具与动力装置连接，铜芯卡具的铜芯向外引出电极与供电系统相连；纺丝缓冲筒顶端开孔通过供液管路与供液装置出液端连接，供液装置的进液端与储液箱连接；纺丝缓冲筒下端的出液孔下方对准接收板。2.根据权利要求1中所述的一种多孔材料无针头静电纺丝装置，其特征在于所述的多孔介质包括粉末冶金多孔材料、陶瓷多孔材料、泡沫金属和多孔金属箔，多孔介质内部有通孔，并且通孔的孔隙率在40%~75%之间，孔径在75 μ m~200 μ m之间。3.根据权利要求1中所述的一种多孔材料无针头静电纺丝装置，其特征在于所述的多孔介质采用多孔金属箔时，将多孔介质套在纺丝缓冲筒的下端，之后插入铜芯卡具的孔内用以固定，多孔介质与铜芯卡具孔的内部的铜表面紧紧接触，铜芯卡具与动力装置连接，铜芯卡具的铜芯向外引出电极与供电系统相连；纺丝缓冲筒顶端开孔通过供液管路与供液装置出液端连接，供液装置的进液端与储液装置连接；纺丝缓冲筒下端的出液孔下方对准接收装置。4.根据权利要求1中所述的一种多孔材料无针头静电纺丝装置，其特征在于所述的多孔介质选用粉末冶金多孔材料、陶瓷多孔材料或者泡沫金属这种块状多孔材料时，首先将纺丝缓冲筒底部插入锥形电极，锥形电极是一个形似漏斗的铜质导电圈，形状与纺丝缓冲筒底部锥形部分相同，其顶端伸出电极，电极通过纺丝缓冲筒筒壁穿出纺丝缓冲筒，用来接入外电源，穿出部分与纺丝缓冲筒接触部分密封，多孔介质切削成与纺丝缓冲筒底部形状相同的锥形，布置在纺丝缓冲筒下端的出液孔处，与锥形电极相接触，之后再将纺丝缓冲筒固定在铜芯卡具的孔内。5.根据权利要求1中所述的一种多孔材料无针头静电纺丝装置，其特征在于所述的铜芯卡具的结构分为两种，固定式卡具和可调式卡具，固定式卡具为铜板上排列有锥度的孔，孔数取决于纺丝头的个数；孔间距取决于设计的纺丝头间距；可调式夹具由两片波浪状铜片组成，两个波浪状铜片的波峰与波峰相对，波谷与波谷相对，两个波浪状铜片的波峰位置通过螺杆与螺母连接，波谷处的空间将纺丝缓冲筒置入其中，调节螺母将纺丝缓冲筒夹紧。
【专利摘要】本实用新型涉及一种多孔材料无针头静电纺丝装置，其特征在于：纺丝系统中的纺丝缓冲筒为圆柱形，其上下两端为锥形，纺丝缓冲筒的下端开有出液孔，孔的直径在3~20mm之间，多孔介质套在纺丝缓冲筒的下端，纺丝缓冲筒通过铜芯卡具与动力装置连接，铜芯卡具的铜芯向外引出电极与供电系统相连；纺丝缓冲筒顶端开孔通过供液管路与供液装置出液端连接，供液装置的进液端与储液箱连接；纺丝缓冲筒下端的出液孔下方对准接收板。其采用特殊的纺丝组件，可以在大幅度提高纺丝量的同时还可以保证纺丝的均匀性。该方法具有工艺简单，便于工业化实施并且适用范围广等特点。
【IPC分类】D01D5/00
【公开号】CN204918859
【申请号】CN201520528531
【发明人】陈慧明, 姜涛, 张斌, 韩金磊, 常潇然, 张克金
【申请人】中国第一汽车股份有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年7月21日