[實用新型]一種具有多孔噴頭的靜電紡絲裝置

有效

• 申請號: 201720093398.7
• 申請日: 2017-01-22
• 公開（公告）號: CN206553662U
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 陳柔羲;程建華
• 申請（專利權）人: 華南協同創新研究院
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 羅偉富

技術領域

本實用新型涉及一種靜電紡絲裝置，具體涉及一種具有多孔噴頭的靜電紡絲裝置。

背景技術

納米纖維具有超高的比表面積、極大長徑比、優越的機械性能等特點，在環境工程、組織工程、藥物釋放、能源貯存、傳感器等不同領域都具有十分廣闊的應用前景。目前，可有效制備納米纖維最直接的方法是靜電紡絲方法。隨著市場對納米纖維日益增長的量的需求，目前實驗室或工業上可較高批量制備納米纖維的、采用最廣泛的靜電紡絲方法是多針式靜電紡絲裝置和無針式靜電紡絲裝置。

其中，在無針式靜電紡絲技術中，利用靜電促使紡絲液的表面形成眾多紡絲泰勒錐而進行紡絲，用于貯存紡絲液的貯液池的形式很多都為敞開式，易造成溶劑的快速揮發，而使得紡絲液不僅會受到一定的污染，還會對紡絲液濃度、粘度等產生影響，進而對紡絲過程的連續性、納米纖維的直徑和形貌等的影響較大。在多針式靜電紡絲技術中，設置多根豎起的紡絲針，通過對紡絲液施加一定的壓力使得紡絲液填充在紡絲針中，并在紡絲針的末端開口處形成凸起，在高壓靜電壓作用下每個紡絲針處噴出紡絲；采用多針式靜電紡絲技術以解決紡絲液被污染的問題，但是其仍然存在以下不足：1、針頭直徑較小，易造成針頭堵塞；2、射流之間會產生一定的排斥現象，使得制備的納米纖維膜分布不均勻。

實用新型內容

本實用新型目的在于克服現有技術的不足，提供一種具有多孔噴頭的靜電紡絲裝置，該靜電紡絲裝置不但可以有效解決紡絲液的污染問題以及紡絲液的溶劑揮發問題，而且能夠確保紡絲孔不易被堵塞，噴射的射流之間會不會出現排斥現象，使得制備的納米纖維膜分布均勻。

本實用新型的目的通過以下技術方案實現：

一種具有多孔噴頭的靜電紡絲裝置，包括用于接收納米纖維的紡絲接收板、用于噴出納米纖維的多孔噴頭噴絲器、用于貯存紡絲液的紡絲液貯液器、用于將紡絲液輸送至多孔噴頭噴絲器的壓力泵以及用于為多孔噴頭噴絲器提供高壓靜電的高壓發生器；其特征在于，所述多孔噴頭噴絲器包括由絕緣材料制成的噴絲容器，噴絲容器的頂部設有多個與噴絲容器的內腔連通的噴絲孔，每個噴絲孔內設有金屬噴頭，所有的金屬噴頭相互連通并與高壓發生器連接；所述壓力泵的兩端通過紡絲液輸送管分別與紡絲液貯液器以及噴絲容器的內腔連接。

上述具有多孔噴頭的靜電紡絲裝置的工作原理是：壓力泵將紡絲液貯液器中的紡絲液輸送至噴絲容器的內腔中，并保持一定的壓力，使得紡絲液在每個金屬噴頭處形成液滴凸起，在高壓發生器提供的高壓靜電作用下，金屬噴頭產生射流，形成紡絲。

本實用新型的一個優選方案，其中，所述噴絲容器的底部設有溫度控制單元，該溫度控制單元由電加熱元件和溫控器構成。通過設置溫度控制單元，可以有效的控制噴絲容器內的紡絲液溫度，使得紡絲過程中溶液可紡的穩定性。

本實用新型的一個優選方案，其中，所述噴絲容器的內腔的頂部設有金屬網格，該金屬網格將所有的金屬噴頭連通，并與高壓發生器連接。通過設置在噴絲容器的內腔的頂部的金屬網格將所有的金屬噴頭連通，不但便于將所有的金屬噴頭與高壓發生器連接，而且由于金屬網格位于噴絲容器的內腔內，從而可以盡可能減少紡絲射流之間產生的排斥現象。

本實用新型的一個優選方案，其中，所述噴絲容器上設有紡絲液緩沖器，該紡絲液緩沖器一端通過紡絲液輸送管與壓力泵連接，另一端與噴絲容器的內腔連接。設置紡絲液緩沖器的目的在于，對壓力泵輸送過來的紡絲液進行緩沖后再進入到噴絲容器中，使得進入到噴絲容器中的紡絲液各處的壓力相等，提高紡絲質量。

優選地，所述紡絲液緩沖器由管體以及設置在管體內的球體構成。進入到管體內的紡絲液受到球體的阻擋后，由射流變成緩流，從而保證進入到噴絲容器的內腔中的紡絲液壓力均勻。

本實用新型的一個優選方案，其中，所述紡絲接收板的上方設有負壓通風裝置。由于紡絲液中含有大量的有機溶劑，這些有機溶劑揮發在空氣中會帶來以下的問題，一方面，揮發在空氣中的有機溶劑會影響空氣的濕度和濃度，使得紡絲不連續；另一方面，高濃度的揮發有機溶劑殘留在空氣中，被人體吸入后會影響人體健康，因此通過負壓通風裝置及時將紡絲液中揮發出來的揮發溶劑排出，能夠克服上述問題。

本實用新型的一個優選方案，其中，所述紡絲接收板上設有纖維收集單元。通過設置纖維收集單元，將形成的納米纖維及時收集起來。

優選地，所述纖維收集單元為固定的收集板或循環式收集機構或單向傳送收集機構，其中，所述循環式收集機構由一個或兩個傳動輥以及環繞在傳動輥上的循環收集帶構成；所述單向傳送收集機構由傳動輥以及在紡絲接收板下方單向傳送的單向收集帶構成。