[實用新型]一種便攜式熔體靜電紡絲裝置

有效

• 申請號: 201920295053.9
• 申請日: 2019-03-08
• 公開（公告）號: CN209584429U
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 陳宏波;汪傳生;韓雯雯;楊衛民;劉海超;焦冬梅;田曉龍
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 白瑩;于正河

本實用新型屬于熔體靜電紡絲設備技術領域，涉及一種便攜式熔體靜電紡絲裝置，主體結構由噴絲部分、手柄部分、低壓導線和高壓導線組成，噴絲部分的主體結構包括套筒、頂絲、紡絲噴頭、加熱棒、導柱、導線槽、內隔離保護套、外隔離保護套和高壓電極，手柄部分的主體結構包括外殼、電源模塊、電源線、高壓靜電模塊、電機、扇葉、進氣孔、加熱絲、調節開關、滾輪支架、上滾輪和下滾輪，采用提前制備的便于儲存、攜帶和安裝的管狀料棒作為紡絲原料，利用電加熱方式使其端部附近成為熔體，圓錐形結構的紡絲噴頭尖端能夠同時產生數十根射流，實現超細纖維的實時批量化制備；其結構簡單，操作簡便，安全可靠，便于攜帶和手持，集成化程度和紡絲效率高。

技術領域：

本實用新型屬于熔體靜電紡絲設備技術領域，具體涉及一種便攜式熔體靜電紡絲裝置，能夠批量制備超細纖維。

背景技術：

靜電紡絲是利用高壓靜電將聚合物熔體或者溶液制備成超細纖維的工藝，具有設備簡單和操作容易的特點，受到了廣泛的關注，是目前制備聚合物連續納米纖維最重要的方法之一。隨著納米材料技術的不斷發展，靜電紡絲作為一種簡便有效的可生產納米纖維的新型加工技術，在生物醫用材料、過濾及防護、催化、能源、光電和食品工程方面發揮著巨大作用。靜電紡絲技術簡單高效，科研人員在設備上進行了大量的創新，但是大多都體積較大，操作較復雜，無法實現便攜化，嚴重限制了靜電紡絲技術的發展。在醫療、軍事、家用和教學演示等領域迫切需要便攜式的靜電紡絲設備。中國專利201720057770.9公開的一種新型便攜式靜電紡絲裝置包括主機和手持噴槍，所述主機包括主機外殼，主機外殼內設置有電源、氣體發生機構和高壓電源機構，所述手持噴槍包括槍體外殼、噴絲頭和為噴絲頭提供紡絲前驅液的供液機構，所述槍體外殼上設置有進氣口和出氣口，所述進氣口連接氣體發生機構的導氣管，所述噴絲頭自出氣口伸出槍體外殼，噴絲頭的噴射端口與出氣口的中心軸線相重合；所述電源電連接高壓電源機構、氣體發生機構和供液機構，高壓電源機構的電壓輸出端的正極通過導線連接噴絲頭；以及中國專利201210229010.3公開的一種便攜式手持靜電紡絲裝置包括金屬箔、壓接開關、醫用注射器、方形電池、高壓直流逆變器、高壓直流逆變器負極、紡絲溶液、高壓直流逆變器正極和不銹鋼針頭；醫用注射器的推桿頂端制有壓接開關，平板式壓接開關的頂部的面上固定制有金屬箔，醫用注射器的前端內腔中置有紡絲溶液，醫用注射器的側壁上對接式固定制有方形電池和高壓直流逆變器，醫用注射器的底端上插接式制有用于噴絲的不銹鋼針頭，不銹鋼針頭采用常規醫用的注射針頭結構并與醫用注射器組合配套；制有不銹鋼針頭的醫用注射器內腔中存放紡絲溶液；方形電池為高壓直流逆變器提供電源，直流電壓逆變之后電壓達數千伏級，壓接開關用于控制電源的開關，在受到外部輕微壓力時開關接通，壓力消失后開關斷開；高壓直流逆變器正極與不銹鋼針頭電連通，高壓直流逆變器負極與金屬箔電連通；實現了靜電紡絲設備的小型便攜化，但是都只針對溶液靜電紡絲技術進行了改進，不能進行熔體靜電紡絲；中國專利201810216431.X公開的一種手持式熔體靜電紡絲制備裝置包括安全罩、端蓋、緊固螺釘、外殼、支撐板、滾筒、保溫棉、隔板、加熱腔外殼、風扇、電阻加熱絲、通氣孔、通氣管、滾輪、微型高壓靜電發生器、通線孔、電極接頭、送料管、針頭、排氣孔和金屬墊片等，外殼上部放置滾筒，絲料纏繞在滾筒上；風扇、加熱腔外殼、隔板及電阻加熱絲從右到左同軸布置構成加熱腔，通氣管一端連接加熱腔，一端連接金屬墊片與端蓋之間的空腔，且通氣管外加保溫棉隔熱保溫，通氣管有多根并沿周向均布；兩個由電機驅動轉速可調的滾輪相反運動構成滾輪對，滾輪對縫隙中心線與送料管同軸布置，送料管位于滾輪對的左側，絲料穿過外殼和保溫棉經由滾輪對輸送入送料管，送料管與針頭螺紋連接，所述送料管的內徑略大于絲料直徑；通氣管和送料管由支撐板進行環向固定，外殼底部和隔板的階梯孔對其軸向固定；安全罩安裝在端蓋處，端蓋中心處有孔，微型高壓靜電發生器通過電極接頭、端蓋、金屬墊片及導線與針頭連接，使針頭攜帶高壓靜電，與接地的接受板在安全罩內部形成電場，所述端蓋、金屬墊片與外殼通過緊固螺釘連接；端蓋、金屬墊片及針頭為導電導熱材料，外殼、料管和通氣管材料為絕緣材料；其利用高溫高壓氣體對聚合物絲料進行加熱熔融紡絲，但是其使用單針作為紡絲噴頭，一次只能出一根絲，效率較低；中國專利201410510110.2公開的一種可移動式風槍加熱熔體靜電紡絲裝置，其特征在于主體結構包括溫度調節器、風槍手柄、出風口、散熱孔、運料筒、絕緣筒、環形托盤、金屬網、錐形噴絲頭、收集極、高壓電源和熱風槍；熱風槍的一側連接制有風槍手柄，熱風槍的上端設有溫度調節器，通過轉動溫度調節器調節紡絲溫度；熱風槍的下端設有出風口，出風口下端與絕緣筒固定連接；絕緣筒的上端設置有均勻分布的散熱孔；運料筒伸入絕緣筒的內腔中，運料筒的底部與金屬網接觸，原料通過運料筒均勻分布在金屬網上；環形托盤內嵌式水平放置在絕緣筒的底端；金屬網水平放置在錐形噴絲頭上部分的圓筒中；直徑為0.8～1.5毫米的錐形噴絲頭固定安裝在環形托盤內，并與環形托盤接觸；收集極放置在錐形噴絲頭的正下方；高壓電源的正極與錐形噴絲頭電連接，負極與收集極相連；其收集極置于錐形噴絲頭正下方，移動熱風槍實現移動紡絲，但是其只能實現熔體的垂直方向紡絲，并且只能將纖維紡于收集極上，無法實現纖維在任意表面任意方向的沉積。為了克服以上專利產品存在的問題，研發設計一種便攜式溶體靜電紡絲裝置。