本發(fā)明涉及紡絲技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種靜電紡絲裝置。

背景技術(shù)：

靜電紡絲技術(shù)是目前制備納米纖維最重要的基本方法。這一技術(shù)是利用施加在流體上的電荷產(chǎn)生的拉伸力，并一直延伸到具有電壓梯度的收集器，只要電壓足夠大，聚合物液滴中就會(huì)出現(xiàn)聚合物噴絲，溶液內(nèi)聚合物鏈的纏結(jié)會(huì)防止靜電紡噴絲斷裂。

靜電紡絲技術(shù)具有操作簡便、適用范圍廣、生產(chǎn)效率相對較高的優(yōu)點(diǎn)，制出的納米纖維由于其超小的直徑，使得其不僅具有比表面積高、機(jī)械穩(wěn)定性好、纖維連續(xù)性好等優(yōu)點(diǎn)，還具有優(yōu)異的力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)性能，可廣泛應(yīng)用于過濾、分離、吸聲、能源、組織工程、生物醫(yī)學(xué)，傳感器等領(lǐng)域。

針紡成為靜電紡絲的佼佼者，由于其可控性好，操作簡單，紡出的纖維均勻性較好，但針紡產(chǎn)量低，需要的電壓較高，針頭易堵塞和難清洗是該項(xiàng)技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)及應(yīng)用的最大的技術(shù)障礙。

因此，針對上述技術(shù)問題，有必要提供一種靜電紡絲裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于聚合物納米纖維的靜電紡絲裝置，可實(shí)現(xiàn)靜電紡絲的工業(yè)化生產(chǎn)、低電壓紡絲，裝置可控性好，針頭不易堵塞且易于清洗。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案如下：

一種靜電紡絲裝置，所述靜電紡絲裝置包括：

儲(chǔ)液器，用于存儲(chǔ)聚合物溶液；

針盤，固定安裝于儲(chǔ)液器下方且與儲(chǔ)液器相連通，所述針盤包括固定設(shè)有若干引流管、漏液口及金屬針尖，所述儲(chǔ)液器中的聚合物溶液流至針盤中，并以此經(jīng)過引流管、漏液口，最終覆蓋于金屬針尖上；

接收裝置，位于針盤下方，用于接收金屬針尖上的聚合物溶液并形成聚合物納米纖維；

高壓電源，連接于針盤和接收裝置之間，用于在針盤和接收裝置之間形成電場，使金屬針頭處的聚合物溶液在高壓的作用下形成連續(xù)射流；

支撐調(diào)節(jié)裝置，固定儲(chǔ)液器和針盤，同時(shí)可以調(diào)節(jié)紡絲接收距離優(yōu)化成纖質(zhì)量，并可橫向移動(dòng)改變紡絲寬度。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述高壓電源的電壓為5kv-20kv。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述儲(chǔ)液器上設(shè)有一個(gè)或多個(gè)注液口，聚合物溶液通過注液口進(jìn)入儲(chǔ)液器的密閉空間內(nèi)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述引流管固定安裝于針盤下方，所述漏液口固定安裝于引流管的端部，所述金屬針尖固定安裝于漏液口的尖部。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述針盤下方固定安裝有一個(gè)或多個(gè)對應(yīng)安裝的引流管、漏液口及金屬針尖。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述接收裝置為平板狀的金屬銅板。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述支撐調(diào)節(jié)裝置包括支撐桿、安裝于支撐桿上的橫向移動(dòng)桿、以及安裝于橫向移動(dòng)桿上且于儲(chǔ)液器固定安裝的連接桿，所述橫向移動(dòng)桿在支撐桿上的豎直距離可調(diào)，連接桿在橫向移動(dòng)桿上的水平距離可調(diào)。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明靜電紡絲裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、控制簡單、工藝流程短，能夠?qū)崿F(xiàn)聚合物納米纖維的工業(yè)化生產(chǎn)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一具體實(shí)施方式中靜電紡絲裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一具體實(shí)施方式中針盤的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明公開了一種靜電紡絲裝置，該靜電紡絲裝置包括：

儲(chǔ)液器，用于存儲(chǔ)聚合物溶液；

針盤，固定安裝于儲(chǔ)液器下方且與儲(chǔ)液器相連通，所述針盤包括固定設(shè)有若干引流管、漏液口及金屬針尖，所述儲(chǔ)液器中的聚合物溶液流至針盤中，并以此經(jīng)過引流管、漏液口，最終覆蓋于金屬針尖上；

接收裝置，位于針盤下方，用于接收金屬針尖上的聚合物溶液并形成聚合物納米纖維；

高壓電源，連接于針盤和接收裝置之間，用于在針盤和接收裝置之間形成電場，使金屬針頭處的聚合物溶液在高壓的作用下形成連續(xù)射流；

支撐調(diào)節(jié)裝置，固定儲(chǔ)液器和針盤，同時(shí)可以調(diào)節(jié)紡絲接收距離優(yōu)化成纖質(zhì)量，并可橫向移動(dòng)改變紡絲寬度。

參圖1、圖2所示，本發(fā)明的一具體實(shí)施方式中，靜電紡絲裝置包括：

儲(chǔ)液器2，用于存儲(chǔ)聚合物溶液；

針盤3，固定安裝于儲(chǔ)液器2下方且與儲(chǔ)液器2相連通，針盤3包括固定設(shè)有若干引流管31、漏液口32及金屬針尖33，儲(chǔ)液器2中的聚合物溶液流至針盤3中，并以此經(jīng)過引流管31、漏液口32，最終覆蓋于金屬針尖33上；

接收裝置4，位于針盤3下方，用于接收金屬針尖33上的聚合物溶液并形成聚合物納米纖維；

高壓電源1，連接于針盤3和接收裝置4之間，用于在針盤3和接收裝置4之間形成電場，使金屬針頭33處的聚合物溶液在高壓的作用下形成連續(xù)射流。優(yōu)選地，高壓電源的電壓為5kv-20kv；

支撐調(diào)節(jié)裝置5，用于固定儲(chǔ)液器2和針盤3，同時(shí)可以調(diào)節(jié)紡絲接收距離優(yōu)化成纖質(zhì)量，并可橫向移動(dòng)增大或減小紡絲寬度。

本實(shí)施方式中的引流管能夠引導(dǎo)聚合物的流向，促進(jìn)紡絲進(jìn)程。漏液口能使集合物溶液流出，順利覆蓋在金屬針尖上，也在一定程度上防止聚合物的堵塞。

本實(shí)施方式中的紡絲電壓為5kv-20kv，低電壓紡絲是相較于其它可大批量生產(chǎn)的設(shè)備的比較，普通的電壓一般需要30kv-100kv，電壓過高不僅危險(xiǎn)，而且高電壓不容易穩(wěn)定，影響成纖質(zhì)量。

進(jìn)一步地，儲(chǔ)液器2上設(shè)有一個(gè)或多個(gè)注液口21，聚合物溶液通過注液口21進(jìn)入儲(chǔ)液器2的密閉空間內(nèi)。

本實(shí)施方式中，針盤3下方固定安裝有多個(gè)對應(yīng)安裝的引流管31、漏液口32及金屬針尖33，引流管31固定安裝于針盤3下方，漏液口32固定安裝于引流管31的端部，金屬針尖33固定安裝于漏液口32的尖部。

本實(shí)施方式中的接收裝置4為平板狀的金屬銅板，通過金屬銅板實(shí)現(xiàn)聚合物納米纖維的收集，在其他實(shí)施方式中也可以通過其他接收裝置，如滾筒等進(jìn)行聚合物的收集。

具體地，支撐調(diào)節(jié)裝置5包括支撐桿51、安裝于支撐桿51上的橫向移動(dòng)桿52、以及安裝于橫向移動(dòng)桿52上且與儲(chǔ)液器2固定安裝的連接桿53，支撐桿豎直安裝，橫向移動(dòng)桿52水平安裝于支撐桿51上，橫向移動(dòng)桿52在支撐桿51上的豎直距離可調(diào)，連接桿53在橫向移動(dòng)桿52上的水平距離可調(diào)。

紡絲過程中，聚合物溶液通過注液口21進(jìn)入到儲(chǔ)液器2中，通過針盤3進(jìn)入引流管31中，聚合物溶液通過漏液口32流到金屬針尖33上。高壓電源1連接在針盤3上和接收裝置4上，打開高壓電源1的開關(guān)，在針盤3和接收裝置4之間形成了一個(gè)電場，使金屬針頭33處的聚合物溶液在高壓的作用下形成連續(xù)射流，射流經(jīng)拉伸，溶劑揮發(fā)，最后收集到大量的聚合物納米纖維。

另外，在紡絲過程中通過支撐桿來調(diào)節(jié)紡絲距離，適用于不同聚合物溶液的紡絲；通過橫向移動(dòng)桿可以改變橫向紡絲區(qū)域，從而改變聚合物納米纖維膜的寬度。

把聚合物溶液放在儲(chǔ)液器里，使得溶劑不易揮發(fā)，溶液更加穩(wěn)定。使用引流管，在引流管的下方有一個(gè)小的漏液口，漏液口的左側(cè)有一個(gè)實(shí)心的針頭，使得聚合物溶液易于覆蓋在金屬針尖的表面，利于紡絲過程。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、在針盤上增加金屬針頭，金屬針頭處變得非常尖銳，針尖處曲率很大，面電荷密度變的很大，從而使針尖處的電場強(qiáng)度變大，使得在很低的電壓可以紡絲。最高紡絲電壓20kv，并且可以得到光滑的更細(xì)更均勻的納米纖維。

2、一個(gè)針頭發(fā)展到多個(gè)金屬針頭，使得紡絲液射流數(shù)量增加，提高紡絲效率。

3、由于重力的作用，聚合物溶液均勻的覆蓋在金屬針尖的表面，薄薄的一層液體覆蓋在針尖，針頭相當(dāng)于泰勒錐，沒有傳統(tǒng)單針頭紡絲泰勒錐內(nèi)部液體渦流的干擾。

4、相較于普通多針頭靜電紡，本發(fā)明采用的金屬針頭不易堵塞易清理。儲(chǔ)液器和針盤可以拆卸，易于清洗。

5、相較于氣泡紡絲裝置，氣泡紡絲裝置氣泡本身不可控，氣泡破裂過程不可控，紡絲過程不可控，本靜電紡絲裝置可控性好。

由以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明靜電紡絲裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、控制簡單、工藝流程短，能夠?qū)崿F(xiàn)聚合物納米纖維的工業(yè)化生產(chǎn)。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。