本發明涉及紡絲技術領域，特別是涉及一種靜電紡絲裝置。

背景技術：

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

靜電紡絲技術具有操作簡便、適用范圍廣、生產效率相對較高的優點，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、機械穩定性好、纖維連續性好等優點，還具有優異的力學、光學、電學、熱學性能，可廣泛應用于過濾、分離、吸聲、能源、組織工程、生物醫學，傳感器等領域。

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，但針紡產量低，需要的電壓較高，針頭易堵塞和難清洗是該項技術從實驗室走向產業化生產及應用的最大的技術障礙。

因此，針對上述技術問題，有必要提供一種靜電紡絲裝置。

技術實現要素：

有鑒于此，本發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，可實現靜電紡絲的工業化生產、低電壓紡絲，裝置可控性好，針頭不易堵塞且易于清洗。

為了實現上述目的，本發明實施例提供的技術方案如下：

一種靜電紡絲裝置，所述靜電紡絲裝置包括：

儲液器，用于存儲聚合物溶液；

針盤，固定安裝于儲液器下方且與儲液器相連通，所述針盤包括固定設有若干引流管、漏液口及金屬針尖，所述儲液器中的聚合物溶液流至針盤中，并以此經過引流管、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射流；

支撐調節裝置，固定儲液器和針盤，同時可以調節紡絲接收距離優化成纖質量，并可橫向移動改變紡絲寬度。作為本發明的進一步改進，所述高壓電源的電壓為5kv-20kv。作為本發明的進一步改進，所述儲液器上設有一個或多個注液口，聚合物溶液通過注液口進入儲液器的密閉空間內。

作為本發明的進一步改進，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。

作為本發明的進一步改進，所述針盤下方固定安裝有一個或多個對應安裝的引流管、漏液口及金屬針尖。

作為本發明的進一步改進，所述接收裝置為平板狀的金屬銅板。

作為本發明的進一步改進，所述支撐調節裝置包括支撐桿、安裝于支撐桿上的橫向移動桿、以及安裝于橫向移動桿上且于儲液器固定安裝的連接桿，所述橫向移動桿在支撐桿上的豎直距離可調，連接桿在橫向移動桿上的水平距離可調。

本發明的有益效果是：

本發明靜電紡絲裝置結構簡單、操作方便、控制簡單、工藝流程短，能夠實現聚合物納米纖維的工業化生產。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術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明中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明一具體實施方式中靜電紡絲裝置的結構示意圖；

圖2為本發明一具體實施方式中針盤的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發明中的技術方案，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發明保護的范圍。

本發明公開了一種靜電紡絲裝置，該靜電紡絲裝置包括：

儲液器，用于存儲聚合物溶液；

針盤，固定安裝于儲液器下方且與儲液器相連通，所述針盤包括固定設有若干引流管、漏液口及金屬針尖，所述儲液器中的聚合物溶液流至針盤中，并以此經過引流管、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射流；

支撐調節裝置，固定儲液器和針盤，同時可以調節紡絲接收距離優化成纖質量，并可橫向移動改變紡絲寬度。

參圖1、圖2所示，本發明的一具體實施方式中，靜電紡絲裝置包括：

儲液器2，用于存儲聚合物溶液；

針盤3，固定安裝于儲液器2下方且與儲液器2相連通，針盤3包括固定設有若干引流管31、漏液口32及金屬針尖33，儲液器2中的聚合物溶液流至針盤3中，并以此經過引流管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射流。優選地，高壓電源的電壓為5kv-20kv；

支撐調節裝置5，用于固定儲液器2和針盤3，同時可以調節紡絲接收距離優化成纖質量，并可橫向移動增大或減小紡絲寬度。

本實施方式中的引流管能夠引導聚合物的流向，促進紡絲進程。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的設備的比較，普通的電壓一般需要30kv-100kv，電壓過高不僅危險，而且高電壓不容易穩定，影響成纖質量。

進一步地，儲液器2上設有一個或多個注液口21，聚合物溶液通過注液口21進入儲液器2的密閉空間內。

本實施方式中，針盤3下方固定安裝有多個對應安裝的引流管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，通過金屬銅板實現聚合物納米纖維的收集，在其他實施方式中也可以通過其他接收裝置，如滾筒等進行聚合物的收集。

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

紡絲過程中，聚合物溶液通過注液口21進入到儲液器2中，通過針盤3進入引流管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，在針盤3和接收裝置4之間形成了一個電場，使金屬針頭33處的聚合物溶液在高壓的作用下形成連續射流，射流經拉伸，溶劑揮發，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節紡絲距離，適用于不同聚合物溶液的紡絲；通過橫向移動桿可以改變橫向紡絲區域，從而改變聚合物納米纖維膜的寬度。

把聚合物溶液放在儲液器里，使得溶劑不易揮發，溶液更加穩定。使用引流管，在引流管的下方有一個小的漏液口，漏液口的左側有一個實心的針頭，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。

本發明具有以下優點：

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更均勻的納米纖維。

2、一個針頭發展到多個金屬針頭，使得紡絲液射流數量增加，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，針頭相當于泰勒錐，沒有傳統單針頭紡絲泰勒錐內部液體渦流的干擾。

4、相較于普通多針頭靜電紡，本發明采用的金屬針頭不易堵塞易清理。儲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。

由以上技術方案可以看出，本發明靜電紡絲裝置結構簡單、操作方便、控制簡單、工藝流程短，能夠實現聚合物納米纖維的工業化生產。

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

此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。