[發(fā)明專利]一種管狀靜電紡絲裝置及靜電紡絲方法

在審

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• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN108532002A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發(fā)明（設計）人: 覃小紅;毛寧;陳思源;俞建勇
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;王婧

本發(fā)明提供了一種管狀靜電紡絲裝置及靜電紡絲方法。所述的管狀靜電紡絲裝置，其特征在于，包括管狀噴絲頭以及與管狀噴絲頭連接用于向管狀噴絲頭供應紡絲前驅液的供液裝置，所述的管狀噴絲頭內部能夠容納供液裝置供給的紡絲前驅液，管狀噴絲頭的側壁設有一條縫隙，管狀噴絲頭與高壓正極相連，當電壓超過臨界值時，在縫隙中能夠產生多根靜電紡絲射流。

技術領域

本發(fā)明屬于靜電紡絲和紡織機械技術領域，特別涉及一種管狀靜電紡絲裝置及方法。

背景技術

靜電紡絲是制備納米纖維材料的最有效方式之一，相比于拉伸法、模板合成法、自組裝等納米材料的制備技術，靜電紡絲具有操作簡單、制備流程短、材料選擇廣泛等優(yōu)點。而與傳統(tǒng)紡織纖維材料相比，納米纖維材料由于極小的尺度，擁有許多在大尺度下難以展現(xiàn)的特性，比如明顯的表面與界面效應，特有的小尺寸效應，極大的比表面積和極高的孔隙率等。因此納米纖維材料擁有更廣泛的應用領域，比如在空氣過濾，油水分離，醫(yī)用輔料，組織工程支架等方向，納米纖維材料都發(fā)揮著令整個行業(yè)為之矚目的作用，使其擁有非常光明的應用前景。

傳統(tǒng)的靜電紡絲裝置以單針頭或多針頭為主，但是該兩種裝置都存在產量低的缺陷，難以滿足產業(yè)所需的生產量。近年來，設計改造靜電紡絲裝置，提高其納米纖維的產量已經成為靜電紡絲技術領域的一大研究熱點。在全世界范圍內，批量化生產靜電紡納米纖維的裝置和方法也井噴式地不斷涌現(xiàn)。中國專利ZL 201310032194.9公開了一種傘狀靜電紡絲噴頭及靜電紡絲方法，這是一種自由液面式紡絲，可以實現(xiàn)靜電紡納米纖維的批量化制備，但其最大的不足是液面與空氣環(huán)境接觸面積過大，使得溶劑極易揮發(fā)，從而影響紡絲的穩(wěn)定性；中國專利ZL 201510278266.7公開了一種噴氣輔助多針頭靜電紡絲裝置，該裝置可以提高納米纖維單位時間內的產量，但容易發(fā)生針頭堵塞的問題，并且密集的針頭之間容易發(fā)生電場的干擾。

因此，發(fā)明一種裝置簡單，清理方便，能穩(wěn)定產生多根射流的，并且能夠充分利用溶液避免溶劑大量揮發(fā)的靜電紡絲噴頭是尤為必要的。

發(fā)明內容

本發(fā)明的所要解決的技術問題是提供一種靜電紡絲裝置及方法，以解決目前無針式靜電紡絲噴頭裝置復雜，生產過程不穩(wěn)定，溶液利用不充分，溶劑易揮發(fā)等問題。

為了達到上述問題，本發(fā)明提供了一種管狀靜電紡絲裝置，其特征在于，包括管狀噴絲頭以及與管狀噴絲頭連接用于向管狀噴絲頭供應紡絲前驅液的供液裝置，所述的管狀噴絲頭內部能夠容納供液裝置供給的紡絲前驅液，管狀噴絲頭的側壁設有一條縫隙，管狀噴絲頭與高壓正極相連，當電壓超過臨界值時，在縫隙中能夠產生多根靜電紡絲射流。

優(yōu)選地，所述的供液裝置包括數(shù)控微量注射泵和注射器，注射器的輸出端通過軟管與管狀噴絲頭的一端相連，所述的數(shù)控微量注射泵用于控制注射器輸出紡絲前驅液的流速和流量。

優(yōu)選地，所述的管狀噴絲頭水平設置，所述的縫隙位于管狀噴絲頭的頂端。

優(yōu)選地，所述的管狀噴絲頭為細長空心圓柱體，其長度為300-500mm，其底面圓直徑為10-50mm，底面圓周上作有半徑為5mm-10mm的倒角，管狀噴絲頭的材質為黃銅。

優(yōu)選地，所述的縫隙的寬度為1-3mm。

優(yōu)選地，所述的縫隙距離兩端底面各10-20mm，縫隙邊緣打磨鋒利。

優(yōu)選地，所述的高壓正極的電壓為50-55kV。

本發(fā)明還提供了一種靜電紡絲方法，其特征在于，采用上述的管狀靜電紡絲裝置，包括：打開數(shù)控微量注射泵向管狀噴絲頭中注入紡絲前驅液，待溶液漲高并鋪滿管狀噴絲頭頂部縫隙時，打開連接管狀噴絲頭外殼的高壓正極，增加電壓，當電壓超過臨界值時，在縫隙中將產生多根靜電紡絲射流，開始靜電紡絲過程，通過收集裝置接收納米纖維。

由于采用了上述技術方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果：