[發(fā)明專利]一種圓柱靜電紡絲裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910966529.1
• 申請日: 2019-10-11
• 公開（公告）號: CN110592688A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發(fā)明（設計）人: 石浩;牛萍娟;寧平凡;李天童;陳云軍
• 申請（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種圓柱靜電紡絲裝置，包括：環(huán)形接收板、高壓電源、圓柱噴頭、活塞、動力裝置、中心電極，所述環(huán)形接收板套入圓柱噴頭，所述圓柱噴頭位于整個裝置的中心，所述活塞與所述動力裝置連接，所述中心電極貫穿圓柱噴頭，所述高壓電源與所述環(huán)形接收板和中心電極連接。圓柱噴頭位于包括環(huán)形接收板中心，中心電極位于圓柱噴頭中心。本發(fā)明的一種圓柱靜電紡絲裝置能提高納米纖維生產(chǎn)率，解決紡絲溶液易變質(zhì)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于靜電紡絲技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種圓柱靜電紡絲裝置。

背景技術(shù)

納米纖維具有纖維直徑小、孔徑小、比表面積高等特性，在空氣凈化、智能服裝、超級電容器、電池隔膜、氣凝膠等領(lǐng)域具有巨大的應用價值。目前常用的制備納米纖維的方法有模板法、相分離法、海島法以及靜電紡絲法等，而隨著納米纖維應用領(lǐng)域的擴展，采用靜電紡絲法制備納米纖維具有設備簡單、原材料廣泛、可控性好等優(yōu)勢，因而成為大規(guī)模制備納米纖維材料的首選方法。

傳統(tǒng)針式靜電紡絲生產(chǎn)效率極低，限制了靜電紡絲納米纖維產(chǎn)業(yè)化應用；增加針頭個數(shù)可以提高靜電紡絲產(chǎn)量，但針頭間距的限制會造成設備體積龐大，而且針頭間存在的電場干擾會影響纖維形貌的均勻性；紡絲針頭易堵塞，不易清洗。因此，基于自由表面自組織的無針靜電紡絲技術(shù)應用而生，具有較高的生產(chǎn)效率，是靜電紡絲工業(yè)化的研究熱點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種圓柱靜電紡絲裝置，采用圓柱噴頭代替?zhèn)鹘y(tǒng)注射型噴頭，相比傳統(tǒng)單射流有針紡絲，不僅解決了產(chǎn)量低和針頭易堵塞的問題，同時可以實現(xiàn)紡絲液的均勻即時供料。該裝置結(jié)構(gòu)簡單、可控性強、生產(chǎn)效率高，適合于溶液的大批量靜電紡絲。

一種圓柱靜電紡絲裝置，其特征在于，包括：環(huán)形接收板、高壓電源、圓柱噴頭、活塞、動力裝置、中心電極，所述環(huán)形接收板套入圓柱噴頭，所述圓柱噴頭位于整個裝置的中心，所述活塞與所述動力裝置連接，所述中心電極貫穿圓柱噴頭，所述高壓電源與所述環(huán)形接收板和中心電極連接。

優(yōu)選的，所述環(huán)形接收板是外半徑15cm，內(nèi)半徑14cm的空心圓柱體，高度為14cm.所述環(huán)形接收板的外壁接入所述高壓電源負極。

優(yōu)選的，所述高壓電源是可以調(diào)節(jié)的，調(diào)節(jié)范圍為10kV-60kV，其正極接入所述圓柱噴頭。

優(yōu)選的所述圓柱噴頭半徑為5cm，高為10cm，側(cè)面分布32個孔，孔徑為1.68mm，一共分為4層，每一層每隔45°分布一個空。所述的圓柱噴頭分為三部分，分別是所述活塞運動區(qū)、溶液存放區(qū)、所述中心電極。述活塞和動力裝置連接在一起。所述動力裝置可以控制所述活塞前進和后退速度。所述中心電極是半徑為0.5cm的圓柱體。所述高壓電源與所述中心電極底部相接。

本發(fā)明一種圓柱靜電紡絲裝置，其中活塞前進(或下降)速度是控制紡絲溶液的供料速率。

本發(fā)明提出一種圓柱靜電紡絲裝置，其優(yōu)點在于圓柱噴頭替代原來針頭，溶液儲存在噴頭中，避免溶劑揮發(fā)對紡絲液濃度和纖維形貌的影響，還大大提高了紡絲效率。通過調(diào)節(jié)高壓電源輸出值大小，改變電場分布強度，進而調(diào)控最終纖維直徑和形貌。另外接收裝置是一個閉合的形式，防止材料浪費。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種圓柱靜電紡絲裝置總體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1所示圓柱靜電紡絲裝置主要結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標記如下：

1-環(huán)形接收板，2-中心電極，3-圓柱噴頭，4-活塞，5-溶液，6-噴孔，7-動力裝置，8-高壓電源。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。