[發(fā)明專利]一種基于氣動的靜電紡絲裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611200340.4
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN108221066A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮章啟;李通;史傳梅;袁旭;嚴(yán)珂;夏一鷺
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 鄒偉紅

本發(fā)明公開了一種基于氣動的靜電紡絲裝置，設(shè)有供氣裝置、氣體分流裝置以及噴射裝置。其中，供氣裝置引入高壓氣流，可轉(zhuǎn)移射流表面電荷，降低表面電荷密度，減小射流間的電荷干擾，同時可以細(xì)化納米纖維，改善納米纖維的質(zhì)量；通過導(dǎo)氣裝置，使噴射針頭之間留有空隙，進(jìn)一步降低射流間的電荷干擾，通過干燥裝置，降低濕度對操作條件的影響，從而降低環(huán)境參數(shù)對靜電紡絲的影響；采用噴射針頭，易拆卸，易清洗，易更換。該裝置能改善靜電紡絲的質(zhì)量，顯著提高靜電紡絲的產(chǎn)率，解決了傳統(tǒng)靜電紡絲所具有的問題，改良了近年來利用鞘氣進(jìn)行靜電紡絲的裝置，為靜電紡絲的產(chǎn)業(yè)化提供了可能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種靜電紡絲裝置，尤其是涉及利用鞘氣分流提高靜電紡絲效率的一種基于氣動的靜電紡絲裝置。

背景技術(shù)

靜電紡絲技術(shù)是指聚合物溶液或熔體在高壓靜電場力作用下發(fā)生噴射拉伸，經(jīng)溶劑揮發(fā)固化，得到纖維狀材料的一種方法。靜電紡絲技術(shù)具有工藝簡單，可紡聚合物較廣和成本低的優(yōu)點。靜電紡絲相對于其他常規(guī)紡絲工藝最主要的特點是可得到比表面積大、孔隙率高、孔徑小、長徑比大的納米纖維。靜電紡絲的過程參數(shù)主要包括聚合物溶液的性質(zhì)、工藝參數(shù)以及環(huán)境參數(shù)(包括溫度、濕度)，

調(diào)節(jié)各因素對產(chǎn)品的纖維直徑、孔隙率、強(qiáng)度等性能指標(biāo)有重要影響。其中纖維直徑是最關(guān)鍵的性能指標(biāo)，研究表明，高壓、低粘度、低流體推進(jìn)量有利于纖維的細(xì)化。由于靜電紡絲納米纖維高度比表面積和孔隙率，已在服裝材料、過濾材料、生物醫(yī)用材料電極和隔膜材料等方面得到廣泛應(yīng)用。

傳統(tǒng)靜電紡絲裝置，通常每小時最多紡1.5g，或者每小時最多能噴6ml，電紡的效率很低。近年來，提高靜電紡絲效率的方法主要是采用多針頭靜電紡絲裝置來進(jìn)行批量制造，但是由于靜電排斥力的作用，使各個噴射針頭的噴射狀態(tài)不一致，難以保證每個噴射針頭進(jìn)行持續(xù)紡絲，同時靜電排斥力也使射流不穩(wěn)定，使納米纖維的形態(tài)尺寸差異大，影響納米纖維膜的質(zhì)量。也有部分引入高壓氣體來提高效率，但是受到環(huán)境參數(shù)影響較大，尤其是濕度的影響，當(dāng)濕度較大時，通過供氣泵提供氣體時，氣體中含較多水分，影響電紡。目前規(guī)模化靜電紡絲裝置所采用的噴頭很難拆卸，且易堵塞，難清理，造成很大的資源浪費(fèi)，嚴(yán)重阻礙了靜電紡絲的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于，針對上述問題，提供減小紡絲射流間的靜電排斥力的干擾，提高靜電紡絲效率，降低環(huán)境參數(shù)對電紡的影響，提高靜電紡絲質(zhì)量的一種基于氣動的靜電紡絲裝置。

本發(fā)明設(shè)有供氣裝置、氣體分流裝置以及噴射裝置；

供氣裝置包括：依次連接的氣體干燥裝置、空氣壓縮機(jī)，氣體導(dǎo)管轉(zhuǎn)接裝置；

與氣體導(dǎo)管轉(zhuǎn)接裝置相連的氣體分流裝置連接噴射裝置；

其中，噴射裝置包括高壓電源，可控注射裝置，注射器，噴射針頭、導(dǎo)氣裝置以及接收裝置；可控注射裝置與注射器連接，注射器與噴射針頭連接；通過引氣通道、導(dǎo)氣通道構(gòu)成的所述導(dǎo)氣裝置；其中，引氣通道連接氣體分流裝置，導(dǎo)氣通道一端封閉，另一端對應(yīng)接收裝置開口；噴射針頭穿過導(dǎo)氣通道封閉一端并延伸接近接收裝置，高壓電源的負(fù)極接地，正極與導(dǎo)氣裝置連接。

供氣裝置的氣體干燥裝置、空氣壓縮機(jī)，氣體導(dǎo)管轉(zhuǎn)接裝置之間通過內(nèi)徑6～8mm的氣體導(dǎo)管連接；氣體分流裝置一端通過氣體導(dǎo)管轉(zhuǎn)接裝置與內(nèi)徑為3～5mm的氣體導(dǎo)管連接，另一端與噴射裝置之間通過內(nèi)徑為3～5mm的氣體導(dǎo)管連接。

進(jìn)一步的，噴射針頭為一根或多根,噴射針頭為21號不銹鋼針頭。

進(jìn)一步的，導(dǎo)氣裝置為金屬三通管。

進(jìn)一步的，供氣裝置的空氣壓縮機(jī)與氣體導(dǎo)管轉(zhuǎn)接裝置之間設(shè)有調(diào)壓閥，氣體壓力表；

進(jìn)一步的，氣體分流裝置與噴射裝置之間設(shè)有輔助調(diào)壓閥，輔助氣體壓力表。

進(jìn)一步的，氣體干燥裝置，內(nèi)部設(shè)有干燥劑及升溫裝置。