[發明專利]靜電紡絲裝置

有效

• 申請號: 201210245532.2
• 申請日: 2012-07-16
• 公開（公告）號: CN102719907A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 徐嵐;司娜;劉福娟;何吉歡
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮

技術領域

本發明涉及一種靜電紡絲裝置，尤其涉及一種可調節紡絲溫度的靜電紡絲裝置。

背景技術

靜電紡絲就是高分子流體靜電霧化的特殊形式，此時霧化分裂出的物質不是微小液滴，而是聚合物微小射流，可以運行相當長的距離，最終固化成纖維。靜電霧化較靜電紡絲而言，在于這二者采用的工作介質不同，靜電霧化采用的是低粘度的牛頓流體，而靜電紡絲采用的則是較高粘度的非牛頓流體。相對應的，靜電霧化技術的深入研究也為靜電紡絲體系提供了一定的理論依據和知識基礎。

近年來，通過靜電紡絲技術制備納米纖維材料已經成為世界材料科學技術領域的最重要的學術與技術活動之一。靜電紡絲技術以其制造裝置簡單、紡絲成本低廉、可紡物質種類繁多、工藝可控性等優點，成為了有效制備納米纖維材料的主要途徑之一。當下，靜電紡絲技術已經制備出了種類豐富的納米纖維，包括有機納米纖維、無機納米纖維和有機/無機復合納米纖維。

對靜電紡絲過程的深入研究目前已經涉及到靜電學、電流體力學、流變學、空氣動力學等領域。然而，隨著工藝技術精密化進程的加速，從事靜電紡絲制備納米纖維技術的科研人員開始著手面對一些電紡技術上一直隱藏多時且必須要先行解決的問題。首先，關于制備有機納米纖維，可以用于靜電紡絲的天然高分子品種十分有限，對所制備的產品結構和性能的研究仍然不夠完善，所生產出來的最終產品應用大都只是處于實驗階段，尤其是這些產品的產業化生產方面還存在更大的問題。其次，靜電紡絲有機/無機復合納米纖維的性能不僅與納米粒子的結構有關，還與納米粒子的聚集方式和協同性能、聚合物基體的結構性能、粒子與基體的界面結構性能及加工復合工藝等各個方面有著相應關系，如何制備出高性能、多功能且適合需要的復合納米纖維是研究的關鍵。再次，靜電紡絲無機納米纖維的研究基本處于起始階段，無機納米纖維在高效催化、高溫過濾、生物組織工程、航天器材、光電器件等多個領域具有潛在的用途，靜電紡絲無機納米纖維較大的脆性限制了其應用性能和范圍，因此，開發具有柔韌性、連續性的無機纖維成為一個重要的課題。

傳統的靜電紡絲法是通過高壓靜電發生器產生的電場力拉伸聚合物溶液或熔體來制備超細纖維。實踐中，人們對該傳統的靜電紡絲法做了較系統的理論研究，發現在靜電紡絲過程中影響靜電紡絲工藝的幾個重要參數，包括聚合物溶液質量分數、紡絲電壓、接收距離、噴頭孔徑和環境溫度。在研究中發現這些參數的改變對纖維直徑及其形態結構的影響很大，其中環境溫度是影響靜電紡絲過程中纖維質量的重要因素，如升高環境溫度可以使纖維直徑變細。但是，相較于其他參數，紡絲溫度是比較難以精確控制的參數。而在現實研究紡絲的過程中，希望能夠確認不同的環境溫度對靜電紡絲制備納米纖維的影響，并能夠紡制出高質量的納米纖維，進一步推進靜電紡絲的快速發展。

因此，針對上述技術問題，本發明提供了一種能調節紡絲溫度的靜電紡絲裝置，以克服上述缺陷。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種可調節紡絲過程中溫度的靜電紡絲裝置，用以解決靜電紡絲過程中溫度的精確快捷的調節技術問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種靜電紡絲裝置，其包括料桶、設于料桶內且能在料桶內運動的活塞、設于料桶一端且與料桶連通的噴絲頭、連接在噴絲頭上的高壓供電裝置、對應噴絲頭位置設置的接收板以及給接收板接地的接地電源線，所述靜電紡絲裝置還包括罩在噴絲頭外圍以形成一片密閉紡絲區域的雙層玻璃罩、位于雙層玻璃罩之間的夾層空間以及探測密閉紡絲區域內溫度的溫度探測裝置，所述夾層空間與一冷熱源裝置連接，所述冷熱源裝置根據溫度探測裝置的溫度指示有選擇的向夾層空間內輸送冷源或熱源。

優選的，在上述靜電紡絲裝置中，所述冷熱源裝置包括分別與夾層空間連通的加液管道及回流管道，所述加液管道、夾層空間以及回流管道共同形成一個冷源或熱源的循環流通路徑。

優選的，在上述靜電紡絲裝置中，所述夾層空間內設有一絕熱層，所述絕熱層將夾層空間劃分成靠近紡絲區域的第一空間與相對遠離紡絲區域的第二空間，所述第一空間與加液管道連通，所述第二空間與回流管道連通。

優選的，在上述靜電紡絲裝置中，所述雙層玻璃罩包括位于外圍的外玻璃罩及位于內側的內玻璃罩，所述內玻璃罩包括前壁以及與前壁位置相對的后壁，所述噴絲頭設置于前壁處，所述接收板與后壁固定連接在一起。

優選的，在上述靜電紡絲裝置中，所述雙層玻璃罩上對應噴絲頭的位置設有供噴絲頭伸入雙層玻璃罩內的第一開口。

優選的，在上述靜電紡絲裝置中，所述溫度探測裝置設置于雙層玻璃罩的外部。