[實(shí)用新型]一種具有多孔噴頭的靜電紡絲裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720093398.7
• 申請(qǐng)日: 2017-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN206553662U
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳柔羲;程建華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南協(xié)同創(chuàng)新研究院
• 主分類號(hào): D01D5/00
• 分類號(hào): D01D5/00
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44245
• 代理人: 羅偉富

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)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(shù)

納米纖維具有超高的比表面積、極大長(zhǎng)徑比、優(yōu)越的機(jī)械性能等特點(diǎn)，在環(huán)境工程、組織工程、藥物釋放、能源貯存、傳感器等不同領(lǐng)域都具有十分廣闊的應(yīng)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(chǎng)對(duì)納米纖維日益增長(zhǎng)的量的需求，目前實(shí)驗(yàn)室或工業(yè)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(wú)針式靜電紡絲裝置。

其中，在無(wú)針式靜電紡絲技術(shù)中，利用靜電促使紡絲液的表面形成眾多紡絲泰勒錐而進(jìn)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(fā)，而使得紡絲液不僅會(huì)受到一定的污染，還會(huì)對(duì)紡絲液濃度、粘度等產(chǎn)生影響，進(jìn)而對(duì)紡絲過(guò)程的連續(xù)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(shù)中，設(shè)置多根豎起的紡絲針，通過(guò)對(duì)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(gè)紡絲針處噴出紡絲；采用多針式靜電紡絲技術(shù)以解決紡絲液被污染的問(wèn)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(huì)產(chǎn)生一定的排斥現(xiàn)象，使得制備的納米纖維膜分布不均勻。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)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(wèn)題以及紡絲液的溶劑揮發(fā)問(wèn)題，而且能夠確保紡絲孔不易被堵塞，噴射的射流之間會(huì)不會(huì)出現(xiàn)排斥現(xiàn)象，使得制備的納米纖維膜分布均勻。

本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

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(fā)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(shè)有多個(gè)與噴絲容器的內(nèi)腔連通的噴絲孔，每個(gè)噴絲孔內(nèi)設(shè)有金屬噴頭，所有的金屬噴頭相互連通并與高壓發(fā)生器連接；所述壓力泵的兩端通過(guò)紡絲液輸送管分別與紡絲液貯液器以及噴絲容器的內(nèi)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(nèi)腔中，并保持一定的壓力，使得紡絲液在每個(gè)金屬噴頭處形成液滴凸起，在高壓發(fā)生器提供的高壓靜電作用下，金屬噴頭產(chǎn)生射流，形成紡絲。

本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選方案，其中，所述噴絲容器的底部設(shè)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(gòu)成。通過(guò)設(shè)置溫度控制單元，可以有效的控制噴絲容器內(nèi)的紡絲液溫度，使得紡絲過(guò)程中溶液可紡的穩(wěn)定性。

本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選方案，其中，所述噴絲容器的內(nèi)腔的頂部設(shè)有金屬網(wǎng)格，該金屬網(wǎng)格將所有的金屬噴頭連通，并與高壓發(fā)生器連接。通過(guò)設(shè)置在噴絲容器的內(nèi)腔的頂部的金屬網(wǎng)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(fā)生器連接，而且由于金屬網(wǎng)格位于噴絲容器的內(nèi)腔內(nèi)，從而可以盡可能減少紡絲射流之間產(chǎn)生的排斥現(xiàn)象。

本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選方案，其中，所述噴絲容器上設(shè)有紡絲液緩沖器，該紡絲液緩沖器一端通過(guò)紡絲液輸送管與壓力泵連接，另一端與噴絲容器的內(nèi)腔連接。設(shè)置紡絲液緩沖器的目的在于，對(duì)壓力泵輸送過(guò)來(lái)的紡絲液進(jìn)行緩沖后再進(jìn)入到噴絲容器中，使得進(jìn)入到噴絲容器中的紡絲液各處的壓力相等，提高紡絲質(zhì)量。

優(yōu)選地，所述紡絲液緩沖器由管體以及設(shè)置在管體內(nèi)的球體構(gòu)成。進(jìn)入到管體內(nèi)的紡絲液受到球體的阻擋后，由射流變成緩流，從而保證進(jìn)入到噴絲容器的內(nèi)腔中的紡絲液壓力均勻。

本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選方案，其中，所述紡絲接收板的上方設(shè)有負(fù)壓通風(fēng)裝置。由于紡絲液中含有大量的有機(jī)溶劑，這些有機(jī)溶劑揮發(fā)在空氣中會(huì)帶來(lái)以下的問(wèn)題，一方面，揮發(fā)在空氣中的有機(jī)溶劑會(huì)影響空氣的濕度和濃度，使得紡絲不連續(xù)；另一方面，高濃度的揮發(fā)有機(jī)溶劑殘留在空氣中，被人體吸入后會(huì)影響人體健康，因此通過(guò)負(fù)壓通風(fēng)裝置及時(shí)將紡絲液中揮發(fā)出來(lái)的揮發(fā)溶劑排出，能夠克服上述問(wèn)題。

本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選方案，其中，所述紡絲接收板上設(shè)有纖維收集單元。通過(guò)設(shè)置纖維收集單元，將形成的納米纖維及時(shí)收集起來(lái)。

優(yōu)選地，所述纖維收集單元為固定的收集板或循環(huán)式收集機(jī)構(gòu)或單向傳送收集機(jī)構(gòu)，其中，所述循環(huán)式收集機(jī)構(gòu)由一個(gè)或兩個(gè)傳動(dòng)輥以及環(huán)繞在傳動(dòng)輥上的循環(huán)收集帶構(gòu)成；所述單向傳送收集機(jī)構(gòu)由傳動(dòng)輥以及在紡絲接收板下方單向傳送的單向收集帶構(gòu)成。