[實(shí)用新型]一種無針滾輪式靜電紡絲設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920491488.0
• 申請日: 2019-04-10
• 公開（公告）號: CN210974940U
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石浩;寧平凡;牛萍娟;李天童;李玉豪;馬雪茹
• 申請（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學(xué)
• 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

本實(shí)用新型涉及一種無針滾輪式靜電紡絲設(shè)備，主要包括高壓電源、液體槽、滾輪、接收裝置以及輔助電極；所述高壓電源的正極與所述液體槽連接，負(fù)極與所述接收裝置連接，所述接收裝置位于所述滾輪的上方；還包括與所述的輔助電極，該電極位于接收裝置的上方。本實(shí)用新型的滾輪靜電紡絲設(shè)備解決了靜電紡絲產(chǎn)率低的問題，實(shí)現(xiàn)改善靜電紡絲納米纖維質(zhì)量，使得靜電紡絲膜更加均一。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種靜電紡絲設(shè)備，具體涉及一種具有均勻電場分布的無針滾輪式靜電紡絲設(shè)備，屬于納米纖維材料制備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對材料性能提出越來越高的要求，世紀(jì)是新材料特別是納米材料迅速發(fā)展并廣泛應(yīng)用的時代，納米材料已成為推動當(dāng)代科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的重要支柱之一。納米材料出現(xiàn)了許多獨(dú)特的性質(zhì)和新的規(guī)律，如小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)宏觀量子隧道效應(yīng)等。納米纖維與其他納米材料類似，尺寸效應(yīng)十分顯著，在光、熱、磁、電等方面表現(xiàn)出許多新奇特性，因此受到了研究者的高度關(guān)注，有望應(yīng)用于服裝、食品、醫(yī)藥、能源、電子、造紙、航空等領(lǐng)域。納米纖維的潛在應(yīng)用價值，為其制備技術(shù)的發(fā)展提供了新發(fā)展空間，同時也提出了新的要求。

靜電紡絲技術(shù)是近年來用于制備納米纖維及其應(yīng)用領(lǐng)域中被研究最多、應(yīng)用最廣的技術(shù)之一。靜電紡絲是一種通過在高壓靜電場下使聚合物溶液帶電，隨著電壓的升高，電場力克服圖面張力和粘滯力使得微小液體流從溶液圖面高速噴出，并在電場作用下拉伸細(xì)化最終固化成直徑從幾十納米到數(shù)百納米不等的納米纖維。

傳統(tǒng)的靜電紡絲裝置中使用的噴絲頭主要為針式毛細(xì)管，具有設(shè)備簡單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。用靜電紡絲這種方法可以制備有機(jī)、無機(jī)有機(jī)復(fù)合和無機(jī)納米纖維等等，靜電紡絲技術(shù)制備的納米纖維材料已在組織工程、神經(jīng)再生、催化、過濾、防護(hù)、能源、傳感器、食品工程及化妝品等領(lǐng)域取得了成功應(yīng)用，并成為國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究的重要熱點(diǎn)問題，預(yù)計(jì)年全球納米纖維的市場規(guī)模將達(dá)到億美元。然而，常規(guī)的單針靜電紡絲，其產(chǎn)量通常在一克小時，因其生產(chǎn)效率低，使得納米纖維在商業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用受到抑制。因此探索提高靜電紡納米纖維效率的新方法，是未來靜電紡絲技術(shù)研究的一個重要方向，國內(nèi)外學(xué)者對靜電紡絲裝置和技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)研究，用來提高靜電紡納米纖維的產(chǎn)量。

在這些研究中，大部分研究只是側(cè)重于針頭的設(shè)計(jì)，也有少部分人分析簡單的電場分布情況，但是幾乎沒有人研究輔助電極對無針靜電紡絲電場的影響。因此設(shè)計(jì)出玻璃材料的飛輪噴頭，并且加入了環(huán)形電極和等壓電容器。輔助電極的應(yīng)用不但提高了靜電紡絲的產(chǎn)率，而且實(shí)現(xiàn)了抑制射流的彎曲不穩(wěn)定性。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有均勻電場分布的無針滾輪式靜電紡絲設(shè)備，解決了纖維膜結(jié)構(gòu)不均勻的問題，進(jìn)而提高納米纖維制備效率和質(zhì)量。因此設(shè)計(jì)出玻璃材料的飛輪噴頭，并且加入了輔助電極。輔助電極的應(yīng)用不但提高了靜電紡絲的產(chǎn)率，而且實(shí)現(xiàn)了抑制射流的彎曲不穩(wěn)定性。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是：

本實(shí)用新型公開了一種無針滾輪式靜電紡絲設(shè)備，包括高壓電源、溶液供給裝置、噴絲裝置、輔助電極以及接收板；所述溶液供給裝置包括輸送器以及溶液槽；所述噴絲裝置包括滾輪；所述高壓電源的正極與所述液體槽連接，負(fù)極與所述接收板連接，所述接收板位于所述噴絲口的上方；還包括與所述的輔助電極，該電極位于接收板的上方。本實(shí)用新型的滾輪靜電紡絲設(shè)備解決了靜電紡絲產(chǎn)率低的問題，實(shí)現(xiàn)改善靜電紡絲納米纖維質(zhì)量，使得靜電紡膜更加均一。進(jìn)一步地，所述靜電紡絲設(shè)備噴頭設(shè)計(jì)成滾輪，比傳統(tǒng)針式靜電紡絲優(yōu)點(diǎn)在于不會發(fā)生靜電紡絲溶液堵塞針頭，大大提高生產(chǎn)效率。進(jìn)一步地，所述滾輪是由玻璃制成的，滾輪與液體槽相距1.0cm。進(jìn)一步地，所述靜電紡絲溶液是通過附著在滾輪式，當(dāng)位于最高點(diǎn)時。在電場力的作用下發(fā)生噴射。進(jìn)一步地，所述輔助電極大于接收板的銅板。

進(jìn)一步地，所述輔助電極接入的電壓與液體槽接入電壓相反。

進(jìn)一步地，所述的液體槽底部接入電壓，接收板接地。