[發明專利]一種纖維沉積路徑可控的靜電紡絲裝置及方法

無效

• 申請號: 201410389928.3
• 申請日: 2014-08-08
• 公開（公告）號: CN104153013A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 李好義;曾良濱;張羅;何雪濤;丁玉梅;楊衛民
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00;D01D13/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

1.一種纖維沉積路徑可控的靜電紡絲裝置，其特征在于：主要包括接收平臺、微分陣列電極單元、陣列電極托臺、高壓靜電發生器、毛細管、噴嘴、支架、給料裝置、通斷轉換器及計算機控制系統，紡絲噴頭正下方放置接收平臺，接收平臺正下方放置微分陣列電極單元；陣列電極以陣列形式置于一塊絕緣的托臺上，陣列電極單元安裝在陣列電極托臺上，陣列電極托臺安裝在支架靠近下部的位置；陣列電極單元通過通斷轉換器與計算機控制系統及高壓靜電發生器連接；給料裝置固定在支架上端的中間部位，毛細管與噴嘴相連并接地，毛細管安裝在給料裝置的下端，毛細管軸向中心位于接收平臺正上方；將需要得到的纖維沉積形狀輪廓進行程序編碼并存于計算機控制系統中，由計算機控制系統發送給通斷轉換器來控制陣列電極單元帶電，從毛細管末端噴出的帶電紡絲介質噴射流沿著直線路徑飛向帶電陣列電極單元的電極。?

2.根據權利要求1所述的一種纖維沉積路徑可控的靜電紡絲裝置，其特征在于：微分陣列電極單元置于接收平臺正下方5-10mm，而接收平臺放置于紡絲噴頭正下方70-110mm。?

3.根據權利要求1所述的一種纖維沉積路徑可控的靜電紡絲裝置，其特征在于：給料裝置可以是螺桿式的結構，主要包括料筒、料斗、轉動控制裝置、螺桿、加熱器和溫度傳感器，紡絲介質從料斗加入到料筒中，轉動控制裝置帶動螺桿轉動將紡絲介質均勻地擠入到噴嘴，經噴嘴前端的毛細管流出，毛細管和噴嘴采用錐面配合，噴嘴與料筒采用螺釘連接；在料筒外側包覆加熱器，溫度傳感器安裝在料筒上。?

4.根據權利要求1所述的一種纖維沉積路徑可控的靜電紡絲裝置，其特征在?于：給料裝置是柱塞式的結構，主要包括料筒、柱塞、微位移驅動器、加熱器和溫度傳感器，將定量的紡絲介質加入到料筒中，柱塞放置于料筒中作用在紡絲介質上，微位移驅動器帶動柱塞使其在料筒內移動，柱塞通過微位移驅動器的控制使紡絲介質經由噴嘴和毛細管流出，在料筒外側包覆加熱器，在料筒上安裝溫度傳感器。?

5.根據權利要求1所述的一種纖維沉積路徑可控的靜電紡絲裝置，其特征在于：紡絲介質可以顆粒狀或粉末狀的聚合物，亦可以是聚合物溶液。?

6.根據權利要求1所述的一種纖維沉積路徑可控的靜電紡絲裝置，其特征在于：陣列電極由微分陣列電極單元組成，微分陣列電極單元形狀可以是針尖或尖棱錐等有尖端的形式。?

7.根據權利要求1所述的一種纖維沉積路徑可控的靜電紡絲裝置，其特征在于：微分陣列電極單元之間的間距為5-15mm?。

8.根據權利要求1所述的一種纖維沉積路徑可控的靜電紡絲裝置，其特征在于：在陣列電極托臺上增加微分陣列電極單元可升降功能，通電的微分陣列電極單元能夠升高，或不帶電的所有微分陣列電極單元能夠整體下降。?

9.采用權利要求1所述的一種纖維沉積路徑可控的靜電紡絲裝置進行紡絲的方法，其特征在于：首先將紡絲介質加入到給料裝置中，將需要得到的纖維沉積形狀輪廓進行程序編碼并存于計算機控制系統中，調節紡絲介質的流量并使其從毛細管末端均勻流出；調節接收平臺上升至工作位置；根據毛細管噴出的絲的尺寸要求，調節陣列電極托臺高度和高壓靜電發生器輸出電壓，當上述調節穩定后，清理接收平臺，然后啟動高壓靜電發生器、計算機控制系統運行程序，由計算機控制系統發送給通斷轉換器來控制陣列電極帶電情?況，從毛細管末端噴出的帶電紡絲介質噴射流沿著直線路徑飛向帶電微分陣列電極單元，由于接收平臺的阻擋，噴射流就會堆積在接收平臺上，熔融的纖維在接收平臺上沉積成所需形狀，關閉高壓靜電發生器，停止給料裝置的轉動控制裝置的工作，一個按要求加工的產品完成。?