[發明專利]一種電場輔助原位定點靜電紡絲裝置

在審

• 申請號: 201810522607.4
• 申請日: 2018-05-28
• 公開（公告）號: CN108486662A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 龍云澤;王曉雄;宋超;于淼;付潔;張俊;羅維玲
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 牟海峰

本發明涉及一種電場輔助原位定點靜電紡絲裝置，包括注射器、收集極、高壓電源，所述注射器的一端設有紡絲針頭，所述紡絲針頭一端與高壓電源的正極連接，紡絲針頭另一端帶有噴液口并朝向收集極，所述紡絲針頭上設有電場約束機構，所述電場約束機構為紡絲針頭約束電場分布，電場約束機構圍設安裝在紡絲針頭朝向收集極方向的外周，所述收集極與高壓電源的負極連接。本發明利用電場約束機構，將靜電場的分布約束到一定的范圍內，因而在靜電場被限制的情況下，受電場力作用的紡絲纖維的沉積位置及范圍也變得可控，可以實現定點沉積，適用于大多數采用針頭紡絲的靜電紡絲設備及裝置，改善其紡絲效果，無需對裝置進行大規模的改造，效果明顯。

技術領域

本發明屬于靜電紡絲納米纖維制備技術領域，涉及一種電場輔助原位定點靜電紡絲裝置。

背景技術

靜電紡絲技術(electrospinning)是一種利用靜電場制備微納米纖維的方式，在諸多納米纖維制備工藝中，靜電紡絲技術被認為是一種簡單有效的，可以較大規模制備均勻、連續的一維納米纖維的方法，是目前制備納米纖維最熱門的技術之一，以其加工設備簡單、原料來源廣泛、紡絲工藝可控等諸多優點，受到國內外廣泛研究與報道，其制備微納米纖維的直徑可從幾個納米到幾個微米之間。

靜電紡絲技術應用廣泛，可以在紡絲液中添加抗菌物質、納米顆粒、醫療藥物等制備出各種功能性的復合纖維，在生物醫學、催化、過濾、能源等領域發揮巨大的作用。但是在紡絲過程中，靜電紡絲纖維存在分布范圍廣，沉積面積大，定點沉積性差的缺點。

目前，中國專利(CN205223420U)和中國專利(CN204939670U)均通過氣流輔助電紡的方式來改善靜電紡絲纖維的沉積范圍過大的缺陷，通過氣流輔助不可避免的在原有的電紡裝置基礎上額外附加氣泵、氣流控制器等供氣裝置，導致電紡裝置過于復雜，使用麻煩。

而通過電場輔助靜電紡絲纖維定點沉積的方式國內外還未見報道。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中在紡絲過程中，靜電紡絲纖維存在分布范圍廣，沉積面積大，定點沉積性差的缺點，提供一種電場輔助原位定點靜電紡絲裝置。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種電場輔助原位定點靜電紡絲裝置，包括注射器、收集極、高壓電源，所述注射器的一端設有紡絲針頭，所述紡絲針頭一端與高壓電源的正極連接，紡絲針頭另一端帶有噴液口并朝向收集極，所述紡絲針頭上設有電場約束機構，所述電場約束機構為紡絲針頭約束電場分布，電場約束機構圍設安裝在紡絲針頭朝向收集極方向的外周，所述收集極與高壓電源的負極連接。

優選的，所述紡絲針頭設于電場約束機構的中心軸線上。

優選的，所述電場約束機構為筒狀結構的輔助電極，輔助電極的一端設在紡絲針頭上并連通導電，輔助電極朝向收集極的端部為擴口結構。

優選的，所述輔助電極由金屬制成。

優選的，所述輔助電極為圓錐形體結構，所述圓錐形體結構輔助電極的錐角為130°～140°，其朝向收集極的端部開口為圓形。

優選的，所述輔助電極的錐角為130°，圓形端部開口的直徑為7cm。

優選的，所述輔助電極為半球形體結構，半球形體結構輔助電極朝向收集極的端部半徑為2cm。

優選的，所述輔助電極為半橢球形體結構，半橢球形體結構輔助電極的長軸為3cm，短軸為2cm。

優選的，所述紡絲針頭貫穿于所述輔助電極的中心軸線。

優選的，所述電場輔助原位定點靜電紡絲裝置還包括推進泵，所述注射器設在推進泵上，所述推進泵可推動注射器針筒內的活塞芯桿在注射器針筒內運動。