一种调控硅胶无模板低温静电纺丝装置

1.本发明涉及静电纺丝设备领域，更具体的说是涉及一种调控硅胶无模板低温静电纺丝装置。


背景技术：

2.采用静电纺丝法制取的二氧化硅纳米纤维膜，具有良好的化学稳定性、热稳定性、低传热系数、电绝缘性能以及优异的光学性能等众多优点，在过滤材料、生物医学、新能源材料、催化剂等领域内应用广泛。
3.然而，制备出的硅胶纺丝液在常温下自交联反应过快，无模板静电纺丝前后期溶液粘度迅速增加，硅胶无模板静电纺丝液可纺时间窗口窄，仅为0.5—1小时，前后纺出纤维的形态性质有差异，静电纺丝过程中易凝胶化堵塞针头。目前的市面上常见的恒温纺丝机都较为大型，虽功能多样但价格昂贵，体积过大需专门放置，使用步骤较为繁琐，且温度调控范围较窄，普遍在10℃-80℃之间，无低温控温的硅胶无模板静电纺丝装置，这对低温下硅胶静电纺丝的研究有较大的局限性。
4.因此，如何提供一种能够在硅胶无模板静电纺丝过程中对硅胶无模板静电纺丝液进行间接控温的调控硅胶无模板低温静电纺丝装置是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种调控硅胶无模板低温静电纺丝装置，旨在解决上述背景技术中的问题之一，通过循环介质间接控制内管内的硅胶无模板静电纺丝液的温度，循环控温介质最低温度可达-40℃，实现低温下的硅胶无模板静电纺丝。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种调控硅胶无模板低温静电纺丝装置，包括：
8.底座；
9.箱体，所述箱体设置在所述底座上；
10.直流电源，所述直流电源设置在所述箱体的顶部；
11.铁架台，所述铁架台设置在所述箱体内；
12.控温槽，所述控温槽上设置有控温槽进水口和控温槽出水口；
13.无模板静电纺丝夹套容器，所述无模板静电纺丝夹套容器设置在所述铁架台上，所述无模板静电纺丝夹套容器包括内管和外管，所述内管设置在所述外管的内部，且所述内管的两端分别与所述外管的两端连接，所述外管上设置有出水口和进水口，所述出水口与所述控温槽进水口连通，所述进水口与所述控温槽出水口连通，所述内管中放置硅胶无模板静电纺丝液，且所述内管中插设有与所述直流电源的正极相连的金属铜电极。
14.进一步的，所述无模板静电纺丝夹套容器还包括纺丝喷头和控温夹层，所述内管上设置有出液口，所述纺丝喷头与所述出液口连接，所述控温夹层设置在所述内管与所述外管之间。
15.进一步的，所述内管与所述外管同轴设置。
16.进一步的，所述进水口设置在所述外管的下端，所述出水口设置在所述外管的上端。
17.进一步的，还包括纺丝接收板，所述纺丝接收板设置在所述箱体的内侧壁上，所述纺丝接收板与所述直流电源的负极相连。
18.进一步的，还包括第一连接软管和第二连接软管，所述出水口通过所述第一连接软管与所述控温槽进水口连通，所述进水口通过所述第二连接软管与所述控温槽出水口连通。
19.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种调控硅胶无模板低温静电纺丝装置，通过循环介质来间接控制内管内的硅胶无模板静电纺丝液的温度，循环控温介质最低温度可达-40℃，能够实现低温下的硅胶无模板静电纺丝，解决硅胶无模板静电纺丝液迅速自交联导致的可纺时间窗口过窄的技术问题。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
21.图1为本发明提供的一种调控硅胶无模板低温静电纺丝装置的结构示意图；
22.图2为本发明提供的无模板静电纺丝夹套容器的结构示意图。
23.其中：1为底座；2为箱体；3为直流电源；4为铁架台；5为控温槽；51为控温槽进水口；52为控温槽出水口；6为无模板静电纺丝夹套容器；7为内管；8为外管；9为出水口；10为进水口；11为纺丝喷头；12为控温夹层；13为出液口；14为纺丝接收板；15为第一连接软管；16第二连接软管。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.参见图1-2，本发明实施例公开了一种调控硅胶无模板低温静电纺丝装置，包括：
26.底座1；
27.箱体2，箱体2设置在底座1上，便于操作；
28.直流电源3，直流电源3设置在箱体2的顶部；
29.铁架台4，铁架台4设置在箱体2内；
30.控温槽5，控温槽5上设置有控温槽进水口51和控温槽出水口52；
31.无模板静电纺丝夹套容器6，无模板静电纺丝夹套容器6的功能相当于间壁式换热器，无模板静电纺丝夹套容器6设置在铁架台4上，无模板静电纺丝夹套容器6包括内管7和外管8，内管7设置在外管8的内部，且内管7的两端分别与外管8的两端连通，外管8上设置有
出水口9和进水口10，出水口9与控温槽进水口51连通，进水口10与控温槽出水口52连通，内管7用于放置硅胶纺丝液，且内管7中插设有与直流电源3的正极相连的金属铜电极。
32.在本实施例中，无模板静电纺丝夹套容器6还包括纺丝喷头11和控温夹层12，内管7上设置出液口13，纺丝喷头11与出液口13连接，控温夹层12设置在内管7与外管8之间，控温夹层12用于介质流通，介质从进水口10通入控温夹层12，由出水口9流出。
33.在本实施例中，内管7与外管8同轴设置。
34.在本实施例中，进水口10设置在外管8的下端，出水口9设置在外管8的上端。
35.在本实施例中，还包括纺丝接收板14，纺丝接收板14设置在箱体2的内侧壁上，纺丝接收板14与直流电源3的负极相连。
36.在本实施例中，还包括第一连接软管15和第二连接软管16，出水口9通过第一连接软管15与控温槽进水口51连通，进水口10通过第二连接软管16与控温槽出水口52连通。
37.另外，在本实施例中，温度调控范围在-40℃-10℃。
38.内管7的容积约60ml。
39.箱体2使用长宽均为40cm，厚度为3mm的6块硬质透明塑料板搭建，正面的塑料板裁去约占板面积2/3的直角梯形一块，方便进行直流电源3的线路连接，观测实验过程；背面的塑料板左上角裁出一直径为4cm的圆孔，用于第一连接软管15和第二连接软管16进入与无模板静电纺丝夹套容器6连接；上方的塑料板可开合，实验时塑料板合上，上方可放置直流电源3，以方便调节，节省空间，实验结束后打开，便于取出无模板静电纺丝夹套容器6清洗。
40.在距右侧面的塑料板内层1.5cm处安装纺丝接收板14，纺丝时纺丝接收板14上夹一层铝箔纸，连接直流电源3的负极。
41.本发明设备的安装及工作过程如下：
42.(1)箱体2设置在底座1上，无模板静电纺丝夹套容器6通过铁架台4固定在箱体2中，使其与水平面成一定夹角，出液口13连接纺丝喷头11，纺丝喷头11朝向纺丝接收板14，调整与纺丝接收板14距离至10cm—20cm；
43.(2)通过第一连接软管15连通出水口与控温槽进水口51，通过进水口10连通第二连接软管16与控温槽出水口52。
44.(3)纺丝接收板14上夹一层铝箔纸，接直流电源3的负极，直流电源3设置在箱体2的顶部；
45.(4)控温槽5内加入循环介质，打开控温槽5的电源开关，设置目标温度，循环一段时间至循环介质温度，然后恒定在目标温度；
46.(5)将配置好的硅胶纺丝液装到内管7中，直流电源3的正极探入后，无模板静电纺丝夹套容器6的末端通过保鲜膜密封；
47.(6)接通直流电源3的电源，调节电压，即可进行硅胶无模板静电纺丝过程，纯硅胶纺丝窗口的时间可从0.5—1小时，拓展至100小时。
48.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
49.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。
对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种调控硅胶无模板低温静电纺丝装置，其特征在于，包括：底座；箱体，所述箱体设置在所述底座上；直流电源，所述直流电源设置在所述箱体的顶部；铁架台，所述铁架台设置在所述箱体内；控温槽，所述控温槽上设置有控温槽进水口和控温槽出水口；无模板静电纺丝夹套容器，所述无模板静电纺丝夹套容器设置在所述铁架台上，所述无模板静电纺丝夹套容器包括内管和外管，所述内管设置在所述外管的内部，且所述内管的两端分别与所述外管的两端连接，所述外管上设置有出水口和进水口，所述出水口与所述控温槽进水口连通，所述进水口与所述控温槽出水口连通，所述内管中放置硅胶无模板静电纺丝液，且所述内管中插设有与所述直流电源的正极相连的金属铜电极。2.根据权利要求1所述的一种调控硅胶无模板低温静电纺丝装置，其特征在于，所述无模板静电纺丝夹套容器还包括纺丝喷头和控温夹层，所述内管上设置有出液口，所述纺丝喷头与所述出液口连接，所述控温夹层设置在所述内管与所述外管之间。3.根据权利要求1所述的一种调控硅胶无模板低温静电纺丝装置，其特征在于，所述内管与所述外管同轴设置。4.根据权利要求1所述的一种调控硅胶无模板低温静电纺丝装置，其特征在于，所述进水口设置在所述外管的下端，所述出水口设置在所述外管的上端。5.根据权利要求1所述的一种调控硅胶无模板低温静电纺丝装置，其特征在于，还包括纺丝接收板，所述纺丝接收板设置在所述箱体的内侧壁上，所述纺丝接收板与所述直流电源的负极相连。6.根据权利要求1所述的一种调控硅胶无模板低温静电纺丝装置，其特征在于，还包括第一连接软管和第二连接软管，所述出水口通过所述第一连接软管与所述控温槽进水口连通，所述进水口通过所述第二连接软管与所述控温槽出水口连通。

技术总结
本发明公开了一种调控硅胶无模板低温静电纺丝装置。涉及静电纺丝设备技术领域，包括：底座；箱体设置在底座上；直流电源设置在箱体的顶部；铁架台设置在箱体内；控温槽上设置有控温槽进水口和控温槽出水口；无模板静电纺丝夹套容器设置在铁架台上，无模板静电纺丝夹套容器包括内管和外管，内管设置在外管的内部，且内管的两端分别与外管的两端连接，外管上设置有出水口和进水口，出水口与控温槽进水口连通，进水口与控温槽出水口连通，内管中放置硅胶无模板静电纺丝液，且内管中插设有与直流电源的正极相连的金属铜电极。本发明利用循环介质间接控制内管内的硅胶无模板静电纺丝液的温度，最低温度可达-40℃，实现低温下的硅胶无模板静电纺丝。模板静电纺丝。模板静电纺丝。


技术研发人员：李守柱 王跃 曹星慧 黄缓缓 聂胜杰
受保护的技术使用者：新疆理工学院
技术研发日：2023.06.05
技术公布日：2023/9/23