[發明專利]一種紡絲噴頭往復直線運動式靜電紡絲裝置

有效

• 申請號: 201210024657.2
• 申請日: 2012-02-06
• 公開（公告）號: CN102817089A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 龍云澤;劉術亮;唐成春;孫彬;鄭杰;張紅娣;李蒙蒙
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00;D01D7/00
• 代理公司: 青島高曉專利事務所 37104
• 代理人: 張世功

1.一種紡絲噴頭往復直線運動式靜電紡絲裝置，其特征在于包括調速器、有機玻璃板、直流無刷電機、曲軸連桿、直線運動桿、支架、注射器針管、不銹鋼針頭、高壓直流電源、鋁箔收集極和底座；尖端磨平后的中空不銹鋼針頭固定于醫用的注射器針管上，不銹鋼針頭與高壓直流電源的正極相連，高壓直流電源的負極與表面貼有鋁箔的鋁箔收集極相連，鋁箔收集極固定于裝置的底座上；注射器針管固定于直線運動桿一端，直線運動桿貫穿于兩個并列的固定于底座上的支架上，直線運動桿能夠在支架上做簡諧直線運動，直線運動桿的另一端通過曲軸連桿與固定于直流無刷電機的有機玻璃板相連，調速器用于控制直流無刷電機的轉速，直流無刷電機的轉速由調速器上的刻度讀出，直流無刷電機與調速器均固定于底座上，構成紡絲用的注射器針管的往復直線運動部分；收集纖維時將玻璃片放在不銹鋼針頭作直線運動所經過路程的中點處，根據簡諧運動的特點，在靠近中點的地方不銹鋼針頭運動速度最快，且加速度最小，利于紡絲纖維的收集。

2.根據權利要求1所述的一種紡絲噴頭往復直線運動式靜電紡絲裝置，其特征在于用于有序排列直線結構纖維的制備時，先在紡絲用注射器針管中加入前驅體溶液，調節不銹鋼針頭與鋁箔收集極之間的距離為1-2厘米，在鋁箔收集極上放上載玻片，拿一張干凈、干燥的紙覆蓋在載玻片上；接通高壓直流電源，調節電壓為1.7-2.5千伏，給紡絲針管塞子稍加壓力，使溶液在重力以及塞子的壓力下緩慢流出，靜止的針頭開始紡絲；待紡絲穩定后，接通直流無刷電機的電源，調節調速器的旋鈕，使其轉速為200rpm，當中點附近的不銹鋼針頭往復直線運動速度與不銹鋼針頭紡絲速度相當時，電紡纖維以有序方式沉積在鋁箔收集極上；撤去蓋在載玻片上的紙，開始載玻片上纖維樣品的收集，同時開始計時，15秒后，先關閉高壓直流電源，再關閉電機電源，此時載玻片上會得到有序直線排列電紡纖維。

3.根據權利要求1所述的一種紡絲噴頭往復直線運動式靜電紡絲裝置，其特征在于用于交叉結構纖維的制備：將襯底放在鋁箔收集極上來收集紡絲纖維，并且在第一次紡絲完成后將其水平旋轉九十度或其它角度再進行紡絲，最終將得到十字交叉或其他夾角交叉的方形纖維網格陣列；選擇第一層為n型有機或無機半導體納米纖維，第二層為p型有機或無機半導體纖維，在襯底上組裝成納米級別的p-n結陣列。

4.根據權利要求1所述的一種紡絲噴頭往復直線運動式靜電紡絲裝置，其特征在于用于有序排列扭曲結構纖維的制備：在紡絲距離不變的情況下增大工作電壓，使紡絲溶液極化帶上電荷，帶電射流在紡絲過程中受到的電場力，電紡纖維到達收集板時的運動速度增加；高速運動的纖維撞到收集板上靜止時，撞擊的反沖力使尚未完全固化的直線型纖維形成扭曲結構；紡絲溶液射流上所帶電荷量增大會增加射流的彎曲或鞭動不穩定性，導致扭曲結構纖維的形成；在制備有序排列直線結構纖維過程中，將工作電壓從1.7-2.5千伏提高到3.0-4.0千伏，在收集板上得到有序排列的扭曲結構的纖維；扭曲結構纖維用于制備可拉伸柔性電子器件。