[發明專利]一種納米纖維取向和厚度可控的靜電紡絲裝置

有效

• 申請號: 202010747607.1
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111945236B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 杜昶;余雪貴
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

1.一種納米纖維取向和厚度可控的靜電紡絲裝置，其特征在于，包括底座部分(1)、第一電機(2-1)、第二電機(2-2)、接收裝置(3)、擦除裝置(4)、滑桿位置調節裝置(5)、針頭位置調節裝置(6)、高壓靜電發生器(7)、注射泵(8)和針頭(9)；

接收裝置(3)包括兩根導電滑桿(3-1)和導電滾筒(3-2)；兩根導電滑桿(3-1)放置于導電滾筒(3-2)兩側上方，關于導電滾筒(3-2)對稱；兩根導電滑桿(3-1)均接地；

其中，底座部分(1)處于靜電紡絲裝置最底端，第一電機(2-1)和第二電機(2-2)分別位于底座部分(1)的兩端，第一電機(2-1)連接擦除裝置(4)，擦除裝置(4)連接兩根導電滑桿(3-1)，用于使導電滑桿(3-1)上的纖維被除掉以始終保持最初狀態；滑桿位置調節裝置(5)位于擦除裝置(4)和接收裝置(3)之間，連接兩根導電滑桿(3-1)靠近擦除裝置(4)的一端，用于調節兩根導電滑桿(3-1)的位置；第二電機(2-2)連接導電滾筒(3-2)，用于使得導電滾筒(3-2)以一定的轉速轉動；針頭位置調節裝置(6)位于接收裝置(3)的正上方，用于調節針頭(9)的位置；針頭(9)尾端通過聚乙烯導管連接注射泵(8)，用于注入紡絲溶液到針頭(9)；針頭(9)前端通過導線與高壓靜電發生器(7)的正極連接，使針頭(9)帶正電壓，從而產生電場力，紡絲溶液在電場力與表面張力的作用下產生‘泰勒錐’，并通過溶劑的揮發形成納米纖維絲，在導電滾筒(3-2)自身的轉速以及兩根導電滑桿(3-1)與針頭(9)形成的電場下，在導電滾筒(3-2)表面接收到取向納米纖維，實現靜電紡絲。

2.根據權利要求1所述的一種納米纖維取向和厚度可控的靜電紡絲裝置，其特征在于，所述導電滑桿(3-1)是鐵質、鋼質、鋁質中的一種；導電滑桿(3-1)是直徑為2～5mm的棒狀或長寬高分別為2～5mm的長塊狀；所述導電滾筒(3-2)的直徑為5～15cm。

3.根據權利要求1所述的一種納米纖維取向和厚度可控的靜電紡絲裝置，其特征在于，所述擦除裝置(4)包括渦輪蝸桿減速器(4-1)和兩個曲柄滑塊機構(4-2)，第一電機(2-1)連接渦輪蝸桿減速器(4-1)，兩個曲柄滑塊機構(4-2)的原動件與渦輪蝸桿減速器(4-1)連接，兩個曲柄滑塊機構(4-2)的兩從動件分別連接并控制兩根導電滑桿(3-1)；第一電機(2-1)帶動渦輪蝸桿減速器(4-1)運作，從而帶動兩曲柄滑塊機構(4-2)的原動件作圓周運動，繼而驅動兩曲柄滑塊機構(4-2)的從動件與滑塊在兩導電滑桿(3-1)上做往復運動，而使導電滑桿(3-1)上的纖維被除掉以始終保持最初狀態。

4.根據權利要求3所述的一種納米纖維取向和厚度可控的靜電紡絲裝置，其特征在于，所述曲柄滑塊機構(4-2)可以由偏置曲柄滑塊機構(4-2)代替，當使用偏置曲柄滑塊機構(4-2)時，渦輪蝸桿減速器(4-1)和兩個曲柄滑塊機構(4-2)之間的結構關系不變，不同之處在于當使用偏置曲柄滑塊機構(4-2)時，兩根導電滑桿(3-1)的高度與曲柄滑塊機構(4-2)的原動件的回轉中心不在同一水平線上。

5.根據權利要求1所述的一種納米纖維取向和厚度可控的靜電紡絲裝置，其特征在于，所述滑桿位置調節裝置(5)關于導電滾筒(3-2)中心線對稱，包括兩個帶有滑槽的圓柱桿(5-1)、兩個十字夾(5-2)和一個凸臺(5-3)，凸臺(5-3)放置在底座部分(1)上，兩個帶有滑槽的圓柱桿(5-1)設置在凸臺(5-3)上，使得圓柱桿(5-1)垂直于底座部分(1)，兩個十字夾(5-2)分別設置在兩個帶有滑槽的圓柱桿(5-1)的滑槽中，兩個十字夾(5-2)分別夾持兩根導電滑桿(3-1)靠近擦除裝置(4)的一端，隨著兩個十字夾(5-2)在滑槽中上下滑動以及兩個帶有滑槽的圓柱桿(5-1)在凸臺(5-3)上左右橫移，進而調節兩根導電滑桿(3-1)的高度和間距。