[實用新型]一種大批量納/微米纖維的靜電紡絲裝置

有效

• 申請號: 201320364508.0
• 申請日: 2013-06-24
• 公開（公告）號: CN203530516U
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 何吉歡;孔海燕;陳柔羲
• 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

本實用新型屬于納/微米纖維材料制備領域，具體涉及了一種大批量納/微米纖維的靜電紡絲裝置。?

背景技術

制備聚合物納/微米纖維的原理性技術有拉絲，模板合成，相分離、自組裝和靜電紡絲五種，由于前四種技術在工藝上存在如加工材料范圍狹窄、工藝過于復雜、生產周期長等缺點，目前只有靜電紡絲是唯一有望成為批量生產聚合物納/微米纖維的工藝技術。靜電紡絲技術在產業化的進程上仍然存在很多技術問題，這些技術問題也成為本領域的研究重點。?

在此介紹一下靜電紡絲的相關背景技術。靜電紡絲又稱電紡，是由美國人Formhals在1934年研究發現的，具有比表面積大和小孔尺寸等優點，可以在多個技術領域進行廣泛應用，如人體組織工程支架、藥物緩釋材料、催化載體、傳感器、過濾材料以及微電子與光電材料等。靜電紡絲裝置主要包括四部分組成：毛細管噴頭、收集板、聚合物流體供給系統和高壓靜電發生器，其工作原理主要為：聚合物流體供給系統將聚合物流體供給到毛細管噴頭頂端，同時高壓靜電發生器作用于毛細管頂端，毛細管頂端的流體液滴表面產生大量靜電電荷，使得該位置流體液滴表面張力受靜電斥力消弱，被逐漸拉長形成帶電錐體，即俗稱的泰勒錐，當電場強度增大到特定臨界值時，毛細管頂端的流體液滴表面的電荷斥力大于其表面張力，帶電流體就會從泰勒錐的頂端噴射出來，形成帶電射流，帶電射流通過毛細管噴頭噴射到接地的收集板上。?

但在實際應用中，由于作為帶電射流的毛細管噴頭的孔徑較小，極易被阻塞，因此需頻繁更換、清洗毛細管噴頭，且同樣由于毛細管噴頭的孔徑較小，導致其清洗步驟也比較困難，導致了靜電紡絲的生產效率低下，無法進行規模化生產。?

雖然目前已有很多關于靜電紡絲的各類優化技術公開，如細化纖維、提高纖維的致密均勻度以及促進靜電紡絲技術的批量生產。如公開號為CN2682089A的中國專利公開了一種多噴頭靜電紡絲裝置，由內液罐、外液罐、液罐封頭、多頭組合噴頭、供液機構、靜電發生器等組成，可形成多根連續不斷的共軸復合納/微米纖維，從而提高靜電紡絲的生產效率。?

但這些技術仍然均為采用毛細管噴頭來噴射帶電射流，導致具體實施時發現這些公開的靜電紡絲技術的生產效率仍然是低下的，無法實現規模化生產。因此，為了尋求一種大批量納/微米纖維的靜電紡絲裝置來解決此技術問題是十分迫切和積極意義的。?

發明內容

有鑒于此，根據本實用新型的目的提出的一種大批量納/微米纖維的靜電紡絲裝置，避免了采用毛細管噴頭噴射帶電射流，有效提高了納/微米纖維的靜電紡絲的生產效率，使得納/微米纖維的靜電紡絲規模生產化或產業化的目標得以實現。?

在介紹本申請之前，申請人有必要對以下與本申請人實用新型人相關的在先專利做出說明：?

作為與本申請人實用新型人相關的在先專利，公開號為CN1986913A的中國專利公開了一種納/微米纖維振動靜電紡絲裝置，具體包括用于存放紡絲用溶液或熔體的貯液池、高壓靜電發生器；還包括超聲波發生器、壓電傳感器；存放溶液或熔體的貯液池為一頂部呈開口狀的立方體貯液池，壓電傳感器設置在貯液池的近底部位置并與設置在貯液池外的超聲波發生器相連；貯液池的上方設有納/微米纖維的傳送裝置和接收裝置。?

但申請人在將上述專利技術進行產業化應用的過程中，發現仍然無法滿足納/微米纖維批量生產的需求，要實現該技術所述的靜電紡絲的大批量制備，有必要在該專利基礎上進行進一步改進。申請人經研究分析?后發現，由于該專利采用超聲波發生器和壓電傳感器的作用力使得在聚合物流體表面形成微波峰凸起，該方式獲取凸起的成本不僅過高，且該工作原理形成微波峰凸起的數量是有限的，導致其獲得的泰勒錐數量是非常局限的，即導致了最后收集的納/微米纖維的數量也是非常有限的，本申請人在此基礎上進行了再次研究開發，最終提出了本申請，本申請的技術方案采用如下：?

一種大批量納/微米纖維的靜電紡絲裝置，其中，包括：?

具有上方開口的貯液池，用于容納聚合物流體；?

與貯液池內的聚合物流體耦合連接的氣泡發生裝置和高壓靜電發生器，所述的氣泡發生裝置作用于貯液池內的聚合物流體，使得所述的聚合物流體液面形成大量有規律的凸起，在高壓靜電發生器的電荷極化作用下，各凸起的流體頂端形成泰勒錐；?

位于貯液池開口上方的負極收集裝置，與所述的聚合物流體液面形成靜電場，在一定靜電場的靜電作用下，位于各泰勒錐頂端的極細流體最終噴射并沉積在所述的負極收集裝置上，形成大量納/微米纖維；?