[0019] 如图2所示,基于熔喷过程的基本原理,本发明提出了一种用于熔喷新材料研发的微型熔喷机。其基本结构如下。
[0020] 压缩空气加热器:将来自超静音空压机的压缩空气加热,并提供给样品罐和喷头。
[0021] 样品罐:熔融材料样品,在热压缩空气的作用下,使熔融材料样品向喷头移动。
[0022] 喷头:在热压缩空气的作用下,通过控制原料挤塑量,拉伸熔融原料,得到超细纤维。
[0023] 接收装置:通过自动控制系统完成接收滚筒在平面上的匀速左右往返运动和旋转运动,同时采用负压吸附纤维完成接收成网。
[0024] 工控系统:控制和调节各部分的温度和运动速度,采样、监控和显示实验各工艺段的相关数据。
[0025] 如图3所示,本实施例包括空气压缩机、压缩空气加热器11、样品罐1、喷头、接收装置5和工控系统。
[0026] 空气压缩机的出气口分成两路,其中的一路输入至压缩空气加热器,另一路输入至样品罐,经压缩空气加热器加热后的压缩空气输入至样品罐底部的喷头。
[0027] 喷头正对接收装置,接收装置通过工控系统完成接收滚筒在平面上的匀速左右往返运动和旋转运动,同时采用负压吸附纤维完成接收成网其中的左右往返运动依靠架设在滚筒下方的气动平台6完成,旋转运动由装在滚筒轴外部的电机控制完成,气动平台和电机均受控于工控系统,气动平台6放置在工作台7上,工作台7可由升降机构8完成上下移动,并由支部件9支撑。
[0028] 所述的压缩空气加热器包括内置有小管的大管,其中小管密封,小管内装有电炉丝并用石棉填充,小管外缠绕空气管,大管与小管之间也用石棉填充,来自空气压缩机的气体经空气管后输入至样品罐底部的喷头;在空气管的出口处还设置有温度传感器10。
[0029] 所述样品罐1四周紧贴设置有加热器2,外围有保护套3,样品罐的温度由温度传感器4感知后发送给工控系统。开启加热器后材料样品将在样品罐内熔融材料样品,在热压缩空气的作用下,使熔融材料样品向喷头移动。
[0030] 样品罐及接收装置放置在定制的铝型材框架12内,铝型材框架上设有框架门13,压缩空气加热器位于铝型材框架12后背,铝型材框架12顶部装喷头。
[0031] 如图4和图5所示,喷头13包括喷嘴13-3和以喷嘴为中心的圆锥形出气口13-2,来自压缩空气加热器的热空气在喷嘴四周(左侧箭头指向处)由导流槽13-1由下往上提升后进入圆锥形出气口的大口输入端,从圆锥形出气口的小口输出端喷出后用于拉伸喷嘴处出来的熔融原料,来得到超细纤维。
[0032] 本实施例微型熔喷机技术参数:
[0033] 压缩空气:
[0034] 压力:0-0.8MPa ;流量:400L/min以上,无水无油;噪声:75dB以下
[0035] 压缩空气加热器
[0036] 温度范围:0-200℃,精度:1.5级,持续可调。
[0037] 样品罐参数:
[0038] 容积:0.2L,控温范围:0-300℃,精度:1.5级,不锈钢材质。
[0039] 接收装置:滚筒型,可X, Y两个方向移动。X方向和Y方向行程分别为:400mm,精度:1.5级。
[0040] 工控系统
[0041] 数据采集和控制都通过计算机自动完成控制和显示。
[0042] 微型熔喷机产品基本参数:
[0043]幅宽(mm) 最小平均直径 (μm) 克重(g/m2) 一次投料(g) 总功率(kW)
0~40 1.0 6~可调 20~200 8
[0044] 本发明提出的微型熔喷机可以适应各种材料,如PP、PLA、PA、PET、PU等;用于科学研究具有试验用料少,速度快,纤维丝径可控,最小平均丝径<1.0μm,常规纤网克重可调,最小为6g/m2,最大可根据需要调节,纤网均匀。可进行各种复合材料试验与测试,也可模拟大生产过程,进行工艺模拟、配色等。
[0045] 具体实施例1
[0046] 材料:聚丙烯(PP),融指1400g/10min,熔点:~165℃
[0047] 工况条件: 压缩空气压力:0.2MPa ;压缩空气流量:40L/min;
[0048] 压缩空气加热器温度:200℃;样品罐温度:200℃;接收距离:10cm;平台横向移动距离30cm,移动速度6cm/min;往返次数:4
[0049] 滚筒转速:2圈/min
[0050] 所获熔喷布基本参数:
[0051]幅宽(cm) 克重(g/m2) 平均丝径 (μm)
30 20 1.60
[0052] 具体实施例2
[0053] 材料:聚丙烯(PP),融指1400g/10min,熔点:~165℃
[0054] 工况条件: 压缩空气压力:0.2MPa ;压缩空气流量:40L/min;
[0055] 压缩空气加热器温度:200℃;样品罐温度:200℃;接收距离:10cm;平台横向移动距离30cm,移动速度5cm/min;往返次数:8
[0056] 滚筒转速:2圈/min
[0057] 所获熔喷布基本参数:
[0058]幅宽(cm) 克重(g/m2) 平均丝径 (μm)
30 40 1.60
[0059] 具体实施例3
[0060] 材料:聚丙烯(PP),融指1400g/10min,熔点:~165℃
[0061] 工况条件: 压缩空气压力:0.3MPa ;压缩空气流量:50L/min;
[0062] 压缩空气加热器温度:200℃;样品罐温度:200℃;接收距离:10cm;平台横向移动距离30cm,移动速度6cm/min;往返次数:6
[0063] 滚筒转速:2圈/min
[0064] 所获熔喷布基本参数:
[0065]幅宽(cm) 平均丝径 (μm) 克重(g/m2)
30 1.52 30
[0066] 具体实施例4
[0067] 材料:聚丙烯(PP),融指1500g/10min,熔点:~162℃
[0068] 工况条件: 压缩空气压力:0.2MPa ;压缩空气流量:40L/min;
[0069] 压缩空气加热器温度:200℃;样品罐温度:200℃;接收距离:5cm;平台横向移动距离30cm,移动速度6cm/min;往返次数:4
[0070] 滚筒转速:2圈/min
[0071] 所获熔喷布基本参数:
[0072]幅宽(cm) 平均丝径 (μm) 克重(g/m2)
30 1.63 15.6
[0073] 具体实施例5
[0074] 材料:助剂改性聚丙烯(PP),融指1400g/10min,熔点:~163℃
[0075] 工况条件: 压缩空气压力:0.2MPa ;压缩空气流量:40L/min;
[0076] 压缩空气加热器温度:200℃;样品罐温度:200℃;接收距离:10cm;平台横向移动距离30cm,移动速度6cm/min;往返次数:4
[0077] 滚筒转速:2圈/min
[0078] 所获熔喷布基本参数:
[0079]幅宽(cm) 平均丝径 (μm) 克重(g/m2)
30 1.67 18.8
[0080] 具体实施例6
[0081] 材料:助剂改性聚丙烯(PP),融指1400g/10min,熔点:~163℃
[0082] 工况条件: 压缩空气压力:0.3MPa ;压缩空气流量:50L/min;
[0083] 压缩空气加热器温度:200℃;样品罐温度:200℃;接收距离:6cm;平台横向移动距离30cm,移动速度6cm/min;往返次数:6
[0084] 滚筒转速:2圈/min
[0085] 所获熔喷布基本参数:
[0086]幅宽(cm) 平均丝径 (μm) 克重(g/m2)
30 1.53 32
[0087] 具体实施例7
[0088] 材料:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),比重 1.30-1.38,熔点:~250℃[0089] 工况条件: 压缩空气压力:0.4MPa ;压缩空气流量:40L/min;
[0090] 压缩空气加热器温度:250℃;样品罐温度:280℃;接收距离:8cm;平台横向移动距离30cm,移动速度6cm/min;往返次数:4
[0091] 滚筒转速:2圈/min
[0092] 所获熔喷布基本参数:
[0093]幅宽(cm) 平均丝径 (μm) 克重(g/m2)
30 1.82 18.4