[發明專利]一種靜電紡絲噴射系統

有效

• 申請號: 202010213534.8
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111364108B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 張瑤;王歡;任雪嬌
• 申請（專利權）人: 陜西工業職業技術學院
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00
• 代理公司: 陜西增瑞律師事務所 61219
• 代理人: 孫衛增

本發明公開了一種靜電紡絲噴射系統，包括收集裝置、支座、螺旋桿、固定板、支撐桿以及電機。電機位于支座的上方，電機的輸出軸套設在固定板中，支撐桿的上端與固定板連接，支撐桿的下端與支座的頂部連接。支座內部設置有儲液腔。儲液腔的下端連接有噴頭，旋轉針的末端位于噴頭內，收集裝置位于噴頭下方。儲液腔中設置有磁性小顆粒，儲液腔內設置有導熱桿。支座的底部設置有鐵芯，鐵芯上纏繞線圈，線圈電連接有電控裝置。通過改變線圈電流產生變化磁場，使儲液腔中的磁性小顆粒不斷運動，以提升紡絲溶液的活躍性。通過旋轉針的旋轉使儲液腔里的紡絲溶液出現韋森堡效應，實現剪切變稀，解決了噴頭被堵塞的問題。

技術領域

本發明涉及靜電紡絲技術領域，具體是一種靜電紡絲噴射系統。

背景技術

傳統的靜電紡絲裝置所采用的紡絲方式是將配置好的紡絲溶液置于注射泵中，利用高壓靜電場的作用完成制作射流的過程。紡絲溶液具有一定的粘性，當紡絲溶液濃度過高時，裝置工作一段時間后，難以避免紡絲溶液揮發的溶質附著在噴嘴內壁，堵塞射流噴射口。大大降低了射流的制作效率。

在非牛頓流體中插入高速旋轉的圓棒時，非牛頓流體會受到高速旋轉圓棒的剪切力作用使其形成流動單元，流動單元產生彈性回復力出現爬桿產生韋森堡效應，韋森堡效應會使紡絲溶液出現剪切變稀。剪切變稀又叫切力變稀，在加工高聚物流體和高紡絲熔體等假塑性流體時，物質的粘度隨著切應力的增加而減小的現象。研究表明，空心噴頭電紡直寫高粘度溶液時，經常會出現噴頭堵塞、射流不穩定擺動、啟動電壓高等問題，而旋轉針芯噴頭輸送相同粘度的溶液時，粘度要比空心噴頭的溶液粘度小，隨著溶液量逐漸增多，旋轉針芯難以實現在高壓靜電場下出現泰勒錐，無法使紡絲繼續進行。

所以現有技術的缺陷是在靜電紡絲過程中出現射流不穩定，造成噴嘴堵塞的問題。

發明內容

針對上述技術問題，本發明的目的在于提供一種靜電紡絲噴射系統，通過導熱桿、磁性小顆粒以及旋轉針共同作用消除噴嘴堵塞的問題。

本發明的上述技術方案是通過以下方式實現的：

一種靜電紡絲噴射系統，包括收集裝置、支座、螺旋桿、固定板、支撐桿以及電機。電機位于支座的上方，固定板位于電機與支座垂直距離之間的位置，電機的輸出軸套設在固定板中，支撐桿的上端與固定板連接，支撐桿的下端與支座的頂部連接。

支座內部設置有儲液腔，儲液腔的上端位于支座內上部，儲液腔的下端穿過支座的底壁，支座與儲液腔同軸。儲液腔的外壁設置有卡座，儲液腔通過卡座卡在支座的底壁上表面。

電機的輸出軸連接有旋轉針，旋轉針貫穿支座和儲液腔。儲液腔的下端連接有噴頭，旋轉針的末端位于噴頭內，收集裝置位于噴頭下方。

儲液腔中設置有磁性小顆粒，儲液腔內設置有導熱桿，導熱桿的一端連接有電源，儲液腔內裝有紡絲溶液，導熱桿的另一端伸入紡絲溶液中。支座的底部設置有鐵芯，鐵芯上纏繞線圈，線圈電連接有電控裝置。

與現有技術相比，本發明的優點是：通過改變線圈電流產生變化磁場，使儲液腔中的磁性小顆粒不斷運動，以提升紡絲溶液的活躍性。過導熱桿的發熱程度可實現控制紡絲溶液紡絲前的溫度，增強紡絲溶液的流動性，避免堵塞噴頭。通過旋轉針的旋轉使儲液腔里的紡絲溶液出現韋森堡效應，實現剪切變稀，解決了噴頭被堵塞的問題。

進一步優化為：旋轉針與支座之間設置有螺旋桿，旋轉針以及支座同軸。

采用上述技術方案，螺旋桿起到固定旋轉針的作用，避免旋轉針因高速旋轉在支座內而產生晃動。

進一步優化為：磁性小顆粒選用釹鐵硼小磁石。

采用上述技術方案，具有體積小、重量輕、磁性強以及性價比高的特點，經久耐用而且節省了使用成本。

進一步優化為：噴頭采用點膠平口針頭。