[發明專利]一種曲邊碟形靜電紡絲裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 202110355602.9
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113151910B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 覃小紅;周智勇;王黎明;權震震;張弘楠;王榮武;俞建勇
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所(普通合伙) 31233
• 代理人: 王亮

1.一種曲邊碟形靜電紡絲裝置，其特征在于：包括納微米纖維收集裝置（1）、供液系統（2）、供電壓系統（3）、曲邊碟形靜電紡絲噴頭（4）、升降與橫移系統（5）和控制系統，所述的曲邊碟形靜電紡絲噴頭（4）由金屬銅制成，該曲邊碟形靜電紡絲噴頭（4）為一端開口的筒狀結構，所述的曲邊碟形靜電紡絲噴頭（4）包括底板（10）以及若干個弧形豎板（11），若干個弧形豎板（11）圍成環狀且底部通過底板（10）封住，所述的弧形豎板（11）的開口均朝內設置，所述的底板（10）的底部中心開設有圓形通孔（9），該圓形通孔（9）與供液系統（2）連通，所述的曲邊碟形靜電紡絲噴頭（4）安裝在升降與橫移系統（5）上，該曲邊碟形靜電紡絲噴頭（4）與供電壓系統（3）相連，所述的納微米纖維收集裝置（1）設置在曲邊碟形靜電紡絲噴頭（4）的上方；沿若干個弧形豎板（11）的外廓繪制最大的虛擬圓，虛擬圓的直徑與弧形豎板（11）的外徑滿足下式：，其中，n為弧形豎板（11）數量，r為弧形豎板（11）外輪廓的半徑，R為虛擬圓的半徑。

2.根據權利要求1所述的一種曲邊碟形靜電紡絲裝置，其特征在于：所述的曲邊碟形靜電紡絲噴頭（4）的壁厚為0.1~1mm，高度為10mm。

3.根據權利要求1所述的一種曲邊碟形靜電紡絲裝置，其特征在于：所述的升降與橫移系統（5）通過手動擰動或者采用步進電機驅動絲杠實現垂直升降或橫移運動，以調節曲邊碟形靜電紡絲噴頭（4）與納微米纖維收集裝置（1）之間的相對位置。

4.根據權利要求1所述的一種曲邊碟形靜電紡絲裝置，其特征在于：所述的升降與橫移系統（5）垂直升降的移動范圍為1~10mm，水平橫移的移動范圍為±20mm。

5.根據權利要求1所述的一種曲邊碟形靜電紡絲裝置，其特征在于：所述的納微米纖維收集裝置（1）為一可實現轉速調節的金屬滾筒，其位于曲邊碟形靜電紡絲噴頭（4）的正上方，金屬滾筒一端使用金屬絲接地。

6.根據權利要求1所述的一種曲邊碟形靜電紡絲裝置，其特征在于：所述的曲邊碟形靜電紡絲噴頭（4）通過金屬導線（7）與供電壓系統（3）相連，所述的供電壓系統（3）包括正高壓直流電源和負高壓直流電源。

7.根據權利要求1所述的一種曲邊碟形靜電紡絲裝置，其特征在于：所述的圓形通孔（9）通過絕緣導管（6）與供液系統（2）連通。

8.根據權利要求1所述的一種曲邊碟形靜電紡絲裝置，其特征在于：還包括控制系統，所述的控制系統分別與納微米纖維收集裝置（1）、供液系統（2）、供電壓系統（3）和升降與橫移系統（5）相連。

9.根據權利要求1所述的一種曲邊碟形靜電紡絲裝置的使用方法，包括以下步驟：

步驟1：通過升降與橫移系統（5），調節曲邊碟形靜電紡絲噴頭（4）工作面到金屬滾筒下表面的工作距離；

步驟2：在曲邊碟形靜電紡絲噴頭（4）內添加紡絲液直至液面基本飽和；

步驟3：在控制系統上設置供液速率和升降與橫移系統（5）的橫移速率以及橫移范圍；

步驟4：打開納微米纖維收集裝置（1）電源，設置金屬滾筒轉速，打開金屬滾筒工作開關；

步驟5：打開供電壓系統（3）電源開關，設置高壓電源為所需紡絲電壓；

步驟6：沿弧形豎板（11）內壁邊緣產生大量射流（8），射流（8）朝向金屬滾筒運動、然后分裂成納微米纖維，最后沉積在金屬滾筒上；

步驟7：關機操作，首先調節高壓電源電壓參數，設置為0，關閉供電壓系統電源，調節滾筒轉速為0，關閉納微米纖維收集裝置（1）的電源；

步驟8：獲得納微米纖維膜。