[實用新型]可旋轉式靜電紡絲噴頭

有效

• 申請號: 201120258436.2
• 申請日: 2011-07-20
• 公開（公告）號: CN202187098U
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 孫道恒;裴艷博;左文佳;鄭高峰
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: D01D4/02
• 分類號: D01D4/02;D01D5/00
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本實用新型涉及一種靜電紡絲噴頭，尤其是涉及一種具有多個噴嘴的可旋轉靜電紡絲噴頭。

背景技術

靜電紡絲法是一種利用電場力拉伸有機溶液制備納米纖維的技術。典型靜電紡絲裝置中，紡絲溶液可以經補液系統輸送到紡絲噴頭處；紡絲噴頭與靜電高壓電源正極相接，而收集板接地并與靜電高壓電源負極相接，噴頭與收集板之間形成高壓空間電場。噴頭前端聚合物液滴受電場力作用形成圓錐狀，稱為泰勒錐(Taylor?Cone)。當聚合物液滴受到的電場力足以克服自身表面張力時，將有射流從泰勒錐射出。射流從泰勒錐射出以后，在電場力作用下朝接地收集板加速運動；運動過程射流受電場力和電荷排斥力的拉伸作用，射流直徑不斷減小；射流運動過程伴隨有溶劑的揮發。經拉伸和溶劑揮發，射流最終形成固態納米纖維以無序無紡布的形式沉積于收集板。

在紡絲過程中，帶電聚合物射流受到電場力和電荷排斥力等因素的影響將產生彎曲、鞭動及螺旋等不穩定運動狀態，從而影響到靜電紡絲納米纖維沉積運動過程以及在收集板上的分布形式。克服靜電紡絲過程帶電射流的無序運動是提高靜電紡絲過程控制技術，擴大靜電紡絲納米纖維應用范圍的研究重點與難點。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種可克服靜電紡絲帶電射流無序不規則運動，實現纏繞式高強度納米纖維束制備的可旋轉式靜電紡絲噴頭。

本實用新型設有噴頭管體，在噴頭管體管口內設有筒塞，在噴頭管體的管口外壁套有絕緣環，絕緣環外套有第1齒輪，所述第1齒輪與動力元件主動軸上所套設的第2齒輪組成齒輪傳動機構，所述動力元件可采用電動機或其它可提供旋轉運動的動力元件，在噴頭管體的底面設有至少2個噴嘴，所述筒塞上設有進液口，所述絕緣環與噴頭管體的管口外壁緊配合。

所述噴嘴個數可為2～12個。

所述噴嘴圍繞噴頭管體底面中心排列，其排列方式可以是圓形、方形、三角形或菱形等。

本實用新型使靜電紡絲過程中噴頭與收集板產生旋轉運動，噴頭管體底部的噴嘴陣列噴射出的多股紡絲射流在噴頭的高速旋轉作用下，相互纏繞形成有序規則的納米纖維束，從而在一定程度上克服紡絲射流的無序不穩定運動。同時，這種多股紡絲射流形成的纏繞式纖維束，可增大納米纖維強度，提高納米纖維沉積的控制水平，對于靜電紡絲納米纖維廣泛應用具有很好的促進作用。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的結構組成示意圖。

圖2為本實用新型實施例中的筒塞結構組成示意圖。

圖3為本實用新型實施例的應用狀態示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式作詳細說明。

參見圖1和2，本實用新型實施例設有噴頭管體1，在噴頭管體1管口內設有筒塞2，在噴頭管體1的管口外壁套有絕緣環3，絕緣環3外套有第1齒輪，所述第1齒輪與動力元件主動軸5上所套設的第2齒輪組成齒輪傳動機構4，所述動力元件可采用電動機或其它可提供旋轉運動的動力元件，在噴頭管體1的底面設有2～12個噴嘴6，所述噴嘴6圍繞噴頭管體1底面中心排列，其排列方式可以是圓形、方形、三角形或菱形等。所述筒塞2上設有進液口，所述絕緣環3與噴頭管體1的管口外壁緊配合。

參見圖3，本實用新型工作時，收集板7接地，高壓電源8正極與聚合物溶液進液管口相連接，使聚合物溶液帶電。所述靜電紡絲工作過程旋轉噴頭旋轉速度可為300～5000rpm。

由上述結構可看出，動力元件通過齒輪傳動機構帶動噴頭管體旋轉，噴頭的旋轉在一定程度上克服了射流的無序不穩定運動。噴頭管體底面帶有多噴嘴陣列，從多噴嘴陣列噴射出的多股射流受噴頭旋轉運動的影響形成纏繞式纖維束，在一定程度上實現了納米纖維在纖維束中有序排列；同時，納米纖維的纏繞集合增強了纖維束的強度，擴大了靜電紡絲納米纖維的應用范圍。本實用新型為靜電紡絲工藝的改進完善提供了一種新的思路，具有良好的應用前景。