專(zhuān)利名稱(chēng)：一種靜電紡絲裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種靜電紡絲裝置，尤其涉及一種可抗干擾紡制有序纖維的靜電紡絲
>J-U裝直。
背景技術(shù)：
靜電紡絲就是高分子流體靜電霧化的特殊形式，此時(shí)霧化分裂出的物質(zhì)不是微小液滴，而是聚合物微小射流，可以運(yùn)行相當(dāng)長(zhǎng)的距離，最終固化成纖維。靜電霧化較靜電紡絲而言，在于這二者采用的工作介質(zhì)不同，靜電霧化采用的是低粘度的牛頓流體，而靜電紡絲采用的則是較高粘度的非牛頓流體。相對(duì)應(yīng)的，靜電霧化技術(shù)的深入研究也為靜電紡絲體系提供了一定的理論依據(jù)和知識(shí)基礎(chǔ)。“靜電紡絲”一詞來(lái)源于“electrospinning”或更早一些的“electrostatic spinning”,國(guó)內(nèi)一般將其簡(jiǎn)稱(chēng)為“靜電紡”、“電紡”等。近年來(lái)，通過(guò)靜電紡絲技術(shù)制備納米纖維材料已經(jīng)成為世界材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的最重要的學(xué)術(shù)與技術(shù)活動(dòng)之一。靜電紡絲技術(shù)以其制造裝置簡(jiǎn)單、紡絲成本低廉、可紡物質(zhì)種類(lèi)繁多、工藝可控性等優(yōu)點(diǎn)，成為了有效制備納米纖維材料的主要途徑之一。當(dāng)下，靜電紡絲技術(shù)已經(jīng)制備出了種類(lèi)豐富的納米纖維，包括有機(jī)納米纖維、無(wú)機(jī)納米纖維和有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合納米纖維。對(duì)靜電紡絲過(guò)程的深入研究目前已經(jīng)涉及到靜電學(xué)、電流體力學(xué)、流變學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)等領(lǐng)域。然而，隨著工藝技術(shù)精密化進(jìn)程的加速，從事靜電紡絲制備納米纖維技術(shù)的科研人員開(kāi)始著手面對(duì)一些電紡技術(shù)上一直隱藏多時(shí)且必須要先行解決的問(wèn)題。首先，關(guān)于制備有機(jī)納米纖維，可以用于靜電紡絲的天然高分子品種十分有限，對(duì)所制備的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和性能的研究仍然不夠完善，所生產(chǎn)出來(lái)的最終產(chǎn)品應(yīng)用大都只是處于實(shí)驗(yàn)階段，尤其是這些產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)方面還存在更大的問(wèn)題。其次，靜電紡絲有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合納米纖維的性能不僅與納米粒子的結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與納米粒子的聚集方式和協(xié)同性能、聚合物基體的結(jié)構(gòu)性能、粒子與基體的界面結(jié)構(gòu)性能及加工復(fù)合工藝等各個(gè)方面有著相應(yīng)關(guān)系，如何制備出高性能、多功能且適合需要的復(fù)合納米纖維是研究的關(guān)鍵。再次，靜電紡絲無(wú)機(jī)納米纖維的研究基本處于起始階段，無(wú)機(jī)納米纖維在高效催化、高溫過(guò)濾、生物組織工程、航天器材、光電器件等多個(gè)領(lǐng)域具有潛在的用途，靜電紡絲無(wú)機(jī)納米纖維較大的脆性限制了其應(yīng)用性能和范圍，因此，開(kāi)發(fā)具有柔韌性、連續(xù)性的無(wú)機(jī)纖維成為一個(gè)重要的課題。傳統(tǒng)的靜電紡絲法是利用電場(chǎng)力將聚合物溶液或熔體從毛細(xì)管口處抽出形成射流，經(jīng)過(guò)擺動(dòng)、蒸發(fā)、細(xì)發(fā)過(guò)程，最終得到納米級(jí)無(wú)序的纖維。由靜電紡絲技術(shù)制備的納米纖維已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在光電子器件、傳感器技術(shù)、催化、過(guò)濾以及醫(yī)學(xué)等方面。在很多情況下，控制纖維的有序排列對(duì)于纖維獲得的預(yù)想的功能相當(dāng)重要，特別是在蛋白質(zhì)的釋放和生長(zhǎng)中起著決定性的作用，并且射流在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中會(huì)受到氣流的作用而發(fā)生大幅度的擺動(dòng)。因此，紡制有序的納米纖維來(lái)滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用上的要求已經(jīng)成為了關(guān)鍵點(diǎn)。因此，針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，有必要提供一種具有改良結(jié)構(gòu)的靜電紡絲裝置，以克服上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種靜電紡絲裝置，該靜電紡絲裝置可抗干擾紡制有序纖維，用以解決靜電紡絲過(guò)程中射流不穩(wěn)定及纖維有序排列的技術(shù)問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案一種靜電紡絲裝置，其包括料桶、設(shè)于料桶內(nèi)且能在料桶內(nèi)運(yùn)動(dòng)的活塞、設(shè)于料桶一端且與料桶連通的噴絲頭、連接在噴絲頭上的高壓供電裝置、對(duì)應(yīng)噴絲頭位置設(shè)置的接收板以及給接收板接地的接地電源線，所述靜電紡絲裝置還包括包圍著噴絲頭及接收板的一片密閉紡絲區(qū)域，所述密閉紡絲區(qū)域中在纖維的接收區(qū)域設(shè)有形成平行磁場(chǎng)的磁場(chǎng)發(fā)生
>J-U
裝直。優(yōu)選的，在上述靜電紡絲裝置中，所述磁場(chǎng)發(fā)生裝置由兩塊平行放置的磁鐵形成，所述兩塊磁鐵之間設(shè)有若干平行的形成所述平行磁場(chǎng)的磁場(chǎng)線，所述磁場(chǎng)線從磁鐵的N極發(fā)出回到磁鐵的S極。優(yōu)選的，在上述靜電紡絲裝置中，所述兩塊磁鐵安裝在接收板上。優(yōu)選的，在上述靜電紡絲裝置中，所述兩塊磁鐵分別位于噴絲頭的外側(cè)，所述兩塊磁鐵之間形成所述纖維的接收區(qū)域。優(yōu)選的，在上述靜電紡絲裝置中，所述噴絲頭的外圍罩有一個(gè)玻璃罩以形成所述密閉紡絲區(qū)域。優(yōu)選的，在上述靜電紡絲裝置中，所述玻璃罩設(shè)有前壁以及與前壁位置相對(duì)的后壁，所述噴絲頭設(shè)置于前壁處，所述接收板與后壁固定連接在一起。優(yōu)選的，在上述靜電紡絲裝置中，所述玻璃罩上對(duì)應(yīng)噴絲頭的位置設(shè)有供噴絲頭伸入玻璃罩內(nèi)的第一開(kāi)口。優(yōu)選的，在上述靜電紡絲裝置中，所述靜電紡絲裝置還包括探測(cè)密閉紡絲區(qū)域內(nèi)濕度的濕度探測(cè)器以及調(diào)節(jié)密閉紡絲區(qū)域內(nèi)濕度的濕度調(diào)節(jié)裝置。從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例的靜電紡絲裝置通過(guò)設(shè)置一片密閉紡絲區(qū)域以防止外界氣流對(duì)射流穩(wěn)定性的影響，并通過(guò)在密閉紡絲區(qū)域中纖維的接受區(qū)域增加一個(gè)平行磁場(chǎng)，當(dāng)納米纖維經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)時(shí)受到平行磁場(chǎng)的作用，最后在接收板上收集到平行有序的納米纖維。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是(I)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、控制簡(jiǎn)單、工藝流程短。(2)在紡絲區(qū)域加玻璃罩，使紡絲區(qū)域成為密閉空間，防止外界氣流對(duì)射流的穩(wěn)定性的影響。(3)在密閉紡絲區(qū)域中纖維的接受區(qū)域增加一個(gè)由兩塊平行放置的磁鐵形成的磁場(chǎng)發(fā)生裝置，磁場(chǎng)發(fā)生裝置形成平行磁場(chǎng)，當(dāng)納米纖維經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)時(shí)受到平行磁場(chǎng)的作用，最后在接收板上收集到平行有序的納米纖維。


為了更清楚地說(shuō)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(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的有關(guān)本發(fā)明的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)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I是本發(fā)明靜電紡絲裝置的示意圖；圖2是本發(fā)明靜電紡絲裝置中兩磁鐵形成的磁場(chǎng)示意圖。其中1、料桶；2、高壓供電裝置；3、活塞；4、噴絲頭；5、玻璃罩；51、前壁；52、后壁；53、第一開(kāi)口 ；6、接地電源線；7、接收板；8、磁鐵。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明公開(kāi)了一種靜電紡絲裝置，該靜電紡絲裝置可抗干擾紡制有序纖維，用以解決靜電紡絲過(guò)程中射流不穩(wěn)定及纖維有序排列的技術(shù)問(wèn)題。該靜電紡絲裝置包括料桶、設(shè)于料桶內(nèi)且能在料桶內(nèi)運(yùn)動(dòng)的活塞、設(shè)于料桶一端且與料桶連通的噴絲頭、連接在噴絲頭上的高壓供電裝置、對(duì)應(yīng)噴絲頭位置設(shè)置的接收板以及給接收板接地的接地電源線，所述靜電紡絲裝置還包括包圍著噴絲頭及接收板的一片密閉紡絲區(qū)域，所述密閉紡絲區(qū)域中在纖維的接收區(qū)域設(shè)有形成平行磁場(chǎng)的磁場(chǎng)發(fā)生裝置。進(jìn)一步的，所述磁場(chǎng)發(fā)生裝置由兩塊平行放置的磁鐵形成，所述兩塊磁鐵之間設(shè)有若干平行的形成所述平行磁場(chǎng)的磁場(chǎng)線，所述磁場(chǎng)線從磁鐵的N極發(fā)出回到磁鐵的S極。進(jìn)一步的，所述兩塊磁鐵安裝在接收板上。進(jìn)一步的，所述兩塊磁鐵分別位于噴絲頭的外側(cè)，所述兩塊磁鐵之間形成所述纖維的接收區(qū)域。進(jìn)一步的，所述噴絲頭的外圍罩有一個(gè)玻璃罩以形成所述密閉紡絲區(qū)域。進(jìn)一步的，所述玻璃罩設(shè)有前壁以及與前壁位置相對(duì)的后壁，所述噴絲頭設(shè)置于前壁處，所述接收板與后壁固定連接在一起。進(jìn)一步的，所述玻璃罩上對(duì)應(yīng)噴絲頭的位置設(shè)有供噴絲頭伸入玻璃罩內(nèi)的第一開(kāi)□。進(jìn)一步的，所述靜電紡絲裝置還包括探測(cè)密閉紡絲區(qū)域內(nèi)濕度的濕度探測(cè)器以及調(diào)節(jié)密閉紡絲區(qū)域內(nèi)濕度的濕度調(diào)節(jié)裝置。下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述，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。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖I所示，本發(fā)明的靜電紡絲裝置包括料桶I、高壓供電裝置2、活塞3、噴絲頭
4、接地電源線6、接收板7。高壓供電裝置2連接在噴絲頭4上；活塞3設(shè)于料桶I內(nèi)且能在料桶I內(nèi)運(yùn)動(dòng)；噴絲頭4設(shè)于料桶I 一端且與料桶I連通；電源線6與接收板7連接以給接收板7接地。本發(fā)明的靜電紡絲裝置還包括包圍著噴絲頭4及接收板7的一片密閉紡絲區(qū)域，該密閉紡絲區(qū)域中在纖維的接收區(qū)域設(shè)有形成平行磁場(chǎng)的磁場(chǎng)發(fā)生裝置。如圖I及圖2所示，在本發(fā)明的實(shí)施例中，磁場(chǎng)發(fā)生裝置由兩塊平行放置的磁鐵8形成，該兩塊磁鐵8之間設(shè)有若干平行的形成所述平行磁場(chǎng)的磁場(chǎng)線，磁場(chǎng)線從磁鐵的N極發(fā)出回到磁鐵的S極。如此設(shè)置，利用發(fā)生裝置形成的平行磁場(chǎng)，當(dāng)納米纖維經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)時(shí)會(huì)受到平行磁場(chǎng)的作用，最后接收板7會(huì)收集到平行有序的納米纖維。繼續(xù)如圖I所示，該兩塊磁鐵8安裝在接收板7上，使得形成一個(gè)較大區(qū)域的磁場(chǎng)。該兩塊磁鐵8分別位于噴絲頭4的外側(cè)，該兩塊磁鐵8之間形成所述纖維的接收區(qū)域。在本發(fā)明的實(shí)施例中，密閉紡絲區(qū)域是由罩在噴絲頭外圍的一個(gè)玻璃罩5形成。玻璃罩5設(shè)有前壁51以及與前壁51位置相對(duì)的后壁52，噴絲頭4設(shè)置于前壁51處，接收板7與后壁52固定連接在一起。通過(guò)在紡絲區(qū)域加玻璃罩5，使紡絲區(qū)域成為一個(gè)密閉空間，防止外界氣流對(duì)射流的穩(wěn)定性的影響。如圖I所示，玻璃罩5上對(duì)應(yīng)噴絲頭4的位置設(shè)有供噴絲頭4伸入玻璃罩5內(nèi)的第一開(kāi)口 53。在實(shí)際應(yīng)用中，噴絲頭4與玻璃罩5在第一開(kāi)口 53處銜接時(shí)可能會(huì)存在小的間隙，可以進(jìn)行密封處理。密封處理的方式包括在噴絲頭4與玻璃罩5之間配合的地 方使用橡膠圈，或者在噴絲頭4與玻璃罩5之間的間隙處使用填充物進(jìn)行填充密封。以上列舉的僅僅是部分可實(shí)施方式，本發(fā)明要保護(hù)的密封處理并不受上述列舉限制，任何可替代的密封處理方案均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，若是想測(cè)量和調(diào)節(jié)密閉紡絲區(qū)域內(nèi)的濕度，還可以設(shè)置探測(cè)密閉紡絲區(qū)域內(nèi)濕度的濕度探測(cè)器以及調(diào)節(jié)密閉紡絲區(qū)域內(nèi)濕度的濕度調(diào)節(jié)裝置。在本發(fā)明的實(shí)施例中，接收板7與玻璃罩5的后壁52固定連接在一起。當(dāng)然，在其他實(shí)施方式中，可以將接收板7固定在其他結(jié)構(gòu)上，然后將固定好的接收板7整合件放置于距離噴絲頭4要求的位置處。本發(fā)明的附圖I中接收板7的固定方式并不限縮本發(fā)明的保護(hù)范圍，任何可替代的且很容易想到的關(guān)于接收板7的固定方式，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明公開(kāi)的靜電紡絲裝置的工作原理是聚合物在料桶I內(nèi)，通過(guò)灌注泵推動(dòng)活塞3進(jìn)入噴絲頭4紡絲，高壓供電裝置2連接在噴絲頭4上，接收板7通過(guò)接地電源線6接地，打開(kāi)高壓供電裝置2的開(kāi)關(guān)，在噴絲頭4和接收板7之間形成了一個(gè)電場(chǎng)，使噴絲頭出口處的聚合物溶液在高壓的作用下形成連續(xù)射流，噴射流經(jīng)過(guò)兩塊磁鐵8形成的平行磁場(chǎng)，最后在接收板7上收集。本發(fā)明靜電紡絲裝置通過(guò)設(shè)置一片密閉紡絲區(qū)域以防止外界氣流對(duì)射流穩(wěn)定性的影響，并通過(guò)在密閉紡絲區(qū)域中纖維的接受區(qū)域增加一個(gè)平行磁場(chǎng)，當(dāng)納米纖維經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)時(shí)受到平行磁場(chǎng)的作用，最后在接收板上收集到平行有序的納米纖維。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是( I)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、控制簡(jiǎn)單、工藝流程短。(2)在紡絲區(qū)域加玻璃罩5，使紡絲區(qū)域成為密閉空間，防止外界氣流對(duì)射流的穩(wěn)定性的影響。(3)在密閉紡絲區(qū)域中纖維的接受區(qū)域增加一個(gè)由兩塊平行放置的磁鐵8形成的磁場(chǎng)發(fā)生裝置，磁場(chǎng)發(fā)生裝置形成平行磁場(chǎng)，當(dāng)納米纖維經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)時(shí)受到平行磁場(chǎng)的作用，最后在接收板上收集到平行有序的納米纖維。對(duì)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(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)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(shuō)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(shuō)明書(shū)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(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)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。··
權(quán)利要求
1.一種靜電紡絲裝置，其包括料桶、設(shè)于料桶內(nèi)且能在料桶內(nèi)運(yùn)動(dòng)的活塞、設(shè)于料桶一端且與料桶連通的噴絲頭、連接在噴絲頭上的高壓供電裝置、對(duì)應(yīng)噴絲頭位置設(shè)置的接收板以及給接收板接地的接地電源線，其特征在于 所述靜電紡絲裝置還包括包圍著噴絲頭及接收板的一片密閉紡絲區(qū)域，所述密閉紡絲區(qū)域中在纖維的接收區(qū)域設(shè)有形成平行磁場(chǎng)的磁場(chǎng)發(fā)生裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述靜電紡絲裝置，其特征在于所述磁場(chǎng)發(fā)生裝置由兩塊平行放置的磁鐵形成，所述兩塊磁鐵之間設(shè)有若干平行的形成所述平行磁場(chǎng)的磁場(chǎng)線，所述磁場(chǎng)線從磁鐵的N極發(fā)出回到磁鐵的S極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述靜電紡絲裝置，其特征在于所述兩塊磁鐵安裝在接收板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述靜電紡絲裝置，其特征在于所述兩塊磁鐵分別位于噴絲頭的外側(cè)，所述兩塊磁鐵之間形成所述纖維的接收區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述靜電紡絲裝置，其特征在于所述噴絲頭的外圍罩有一個(gè)玻璃罩以形成所述密閉紡絲區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述靜電紡絲裝置，其特征在于所述玻璃罩設(shè)有前壁以及與前壁位置相對(duì)的后壁，所述噴絲頭設(shè)置于前壁處，所述接收板與后壁固定連接在一起。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述靜電紡絲裝置，其特征在于所述玻璃罩上對(duì)應(yīng)噴絲頭的位置設(shè)有供噴絲頭伸入玻璃罩內(nèi)的第一開(kāi)口。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述靜電紡絲裝置，其特征在于所述靜電紡絲裝置還包括探測(cè)密閉紡絲區(qū)域內(nèi)濕度的濕度探測(cè)器以及調(diào)節(jié)密閉紡絲區(qū)域內(nèi)濕度的濕度調(diào)節(jié)裝置。
全文摘要
一種靜電紡絲裝置，其包括料桶、設(shè)于料桶內(nèi)且能在料桶內(nèi)運(yùn)動(dòng)的活塞、設(shè)于料桶一端且與料桶連通的噴絲頭、連接在噴絲頭上的高壓供電裝置、對(duì)應(yīng)噴絲頭位置設(shè)置的接收板以及給接收板接地的接地電源線，所述靜電紡絲裝置還包括包圍著噴絲頭及接收板的一片密閉紡絲區(qū)域，所述密閉紡絲區(qū)域中在纖維的接收區(qū)域設(shè)有形成平行磁場(chǎng)的磁場(chǎng)發(fā)生裝置。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置一片密閉紡絲區(qū)域以防止外界氣流對(duì)射流穩(wěn)定性的影響，并通過(guò)在密閉紡絲區(qū)域中纖維的接受區(qū)域增加一個(gè)磁場(chǎng)發(fā)生裝置，當(dāng)納米纖維經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)時(shí)受到平行磁場(chǎng)的作用，最后在接收板上收集到平行有序的納米纖維。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、控制簡(jiǎn)單、工藝流程短。
文檔編號(hào)D01D5/00GK102719906SQ20121024106
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月12日
發(fā)明者何吉?dú)g, 劉福娟, 司娜, 徐嵐 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)