專利名稱：一種電動(dòng)風(fēng)葉式靜電紡絲噴頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種電動(dòng)風(fēng)葉式靜電紡絲噴頭技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于靜電紡絲裝置的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電動(dòng)風(fēng)葉式靜電紡 絲噴頭。
背景技術(shù)：
[0002]靜電紡絲是一種生產(chǎn)納米纖維常用的方法，近十幾年來(lái)得到了廣泛的研究開發(fā) 和使用，具有操作簡(jiǎn)單以及較廣泛的適用性等特點(diǎn)，其產(chǎn)品多用于高效的過濾材料、生 物醫(yī)學(xué)材料、化學(xué)傳感器等高科技領(lǐng)域。[0003]高壓靜電紡絲是將聚合物溶液或熔體帶上幾千至上萬(wàn)伏高壓靜電，帶電液滴在 電場(chǎng)力作用下在Taylor錐頂被加速，當(dāng)電場(chǎng)力足夠大時(shí)，聚合物液滴可克服表面張力形 成噴射細(xì)流。帶電的聚合物射流在電場(chǎng)力、黏滯阻力、表面張力等作用下被拉伸細(xì)化， 同時(shí)帶電射流在電場(chǎng)中由于存在表面電荷而發(fā)生彎曲。細(xì)流在噴射過程中溶劑蒸發(fā)或固 化，最終落在接收裝置上，形成類似無(wú)紡布的納米纖維氈。在靜電紡絲過程中，溶液細(xì) 流受較大倍數(shù)的牽引拉伸，具有一定的取向結(jié)構(gòu)。[0004]高壓靜電紡絲一直是納米纖維制備領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。研究人員為了提高靜 電紡絲的生產(chǎn)效率，對(duì)紡絲裝置進(jìn)行了較多的研究，對(duì)噴頭研究較多集中在利用單個(gè)毛 細(xì)管或?qū)ζ溥M(jìn)行組裝以實(shí)現(xiàn)較高的生產(chǎn)效率，在此過程中，毛細(xì)管似乎已成為靜電紡絲 的必要元件之一，這種情況在如今紡織業(yè)對(duì)于納米纖維的靜電紡絲都普遍采用單噴頭或 多噴頭針筒式紡絲裝置得以很好的體現(xiàn)。常見的針頭式噴頭，噴絲孔直徑多處于微米 級(jí)，一般采用機(jī)械力推動(dòng)溶液擠出，在靜電場(chǎng)中形成泰勒錐，從而抽拔出一根或較多根 噴射流。此種形式噴頭容易出現(xiàn)噴絲孔堵塞現(xiàn)象，導(dǎo)致生產(chǎn)中斷，影響生產(chǎn)效率，且不 易維護(hù)。目前研究的有無(wú)針頭式噴絲頭，此種噴絲頭多為敞開式，聚合物溶液直接與空 氣接觸，采用向上噴絲的形式。但此種方法由于溶劑較易揮發(fā)而使聚合物溶液表面固 化，造成抽拔困難，同等條件下難以形成穩(wěn)定射流，影響紡絲過程的順利進(jìn)行。發(fā)明內(nèi)容[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種電動(dòng)風(fēng)葉式靜電紡絲噴頭及其使用 方法，避免了毛細(xì)管或針頭式噴頭容易堵塞、效率較低以及清洗困難的弊端，改進(jìn)了敞 開式噴頭難以形成射流的缺點(diǎn)，通過此噴頭可較易形成多股穩(wěn)定射流，大大提高了靜電 紡絲的效率。[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種電動(dòng)風(fēng)葉式靜電紡 絲噴頭，包括噴絲頭、金屬葉片以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定在底座上，并通過 履帶與中心轉(zhuǎn)軸相連，所述的中心轉(zhuǎn)軸連于金屬葉片的中心軸上，所述的金屬葉片設(shè)在 所述的噴絲頭內(nèi)，所述的噴絲頭外有接線柱，所述的噴絲頭和接線柱置于支架上，所述 的支架固定在底座上，所述的底座上還設(shè)有屏蔽罩，并位于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的一側(cè)。[0007]所述的噴絲頭為敞開式圓盤，由有機(jī)玻璃制成；所述的噴絲頭與金屬葉片配合形成風(fēng)葉式靜電紡絲噴頭。[0008]所述的金屬葉片采用導(dǎo)電性較好的材質(zhì)，單個(gè)葉片下端與垂直方向的角度為 0-60度，葉片上端呈鉛直狀態(tài)，并在上沿分布有金屬尖端。[0009]所述的金屬葉片通過接線柱接通高壓靜電。[0010]所述的中心轉(zhuǎn)軸由兩部分組成，其中上半部分由金屬制成，通過密封式軸承安 裝在噴絲頭的底盤上，下半部分由有機(jī)玻璃制成；所述的支架和底座均由絕緣材料制 成。[0011]所述的電動(dòng)風(fēng)葉式靜電紡絲噴頭應(yīng)用在聚合物靜電紡絲中。[0012]有益效果[0013]本實(shí)用新型用的噴絲頭端，為敞開式無(wú)針頭式噴頭，避免了毛細(xì)管結(jié)構(gòu)裝置或 針頭裝置堵塞現(xiàn)象的發(fā)生，無(wú)需頻繁更換和清洗噴絲孔，大大提高了生產(chǎn)效率，使用后 容易清洗；采用金屬風(fēng)葉對(duì)噴絲頭端內(nèi)所盛溶液進(jìn)行攪動(dòng)，使溶液處于動(dòng)態(tài)回流狀態(tài)， 葉片傾斜角度與轉(zhuǎn)動(dòng)方向配合，再加上設(shè)置在其上沿的金屬尖端，(理想情況下可使溶液 沿葉片表面爬升至尖端得以放電形成射流)可在同一電壓作用下形成多個(gè)泰勒錐，從而 更容易形成多股射流，提高了噴頭紡絲的穩(wěn)定性，改進(jìn)了現(xiàn)有裝置的可靠性，可實(shí)現(xiàn)納 米纖維的連續(xù)和規(guī)?；a(chǎn)。


[0014]圖1為噴頭裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；[0015]圖2為噴絲頭俯視圖。[0016]圖中1-噴絲頭、2-金屬葉片、3-中心轉(zhuǎn)軸、4-履帶、5-驅(qū)動(dòng)電機(jī)、6_屏蔽 罩、7-底座、8-支架、9-接線柱具體實(shí)施方式
[0017]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō) 明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授 的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣 落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。[0018]如圖1、2所示，一種電動(dòng)風(fēng)葉式靜電紡絲噴頭，包括噴絲頭1、金屬葉片2以及 驅(qū)動(dòng)電機(jī)5，所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)5固定在底座7上，并通過履帶4與中心轉(zhuǎn)軸3相連，所述 的中心轉(zhuǎn)軸3連于金屬葉片2的中心軸上，所述的金屬葉片2設(shè)在所述的噴絲頭1內(nèi)，所 述的噴絲頭1外有接線柱9，所述的噴絲頭1和接線柱9置于支架8上，所述的支架8固 定在底座7上，所述的底座上還設(shè)有屏蔽罩6，并位于驅(qū)動(dòng)電機(jī)5的一側(cè)。[0019]所述的噴絲頭1為敞開式圓盤，由有機(jī)玻璃制成；所述的噴絲頭1與金屬葉片2 配合形成風(fēng)葉式靜電紡絲噴頭。[0020]所述的金屬葉片2采用導(dǎo)電性較好的材質(zhì)，單個(gè)葉片下端與垂直方向的角度為 0-60度，葉片上端呈鉛直狀態(tài)，并在上沿分布有金屬尖端。[0021]所述的金屬葉片2通過接線柱9接通高壓靜電。[0022]所述的中心轉(zhuǎn)軸3由兩部分組成，其中上半部分由金屬制成，通過密封式軸承安裝在噴絲頭1的底盤上，下半部分由有機(jī)玻璃制成；所述的支架8和底座7均由絕緣材 料制成。[0023]所述的電動(dòng)風(fēng)葉式靜電紡絲噴頭應(yīng)用在聚合物靜電紡絲中。[0024]采用圖1所示的電動(dòng)風(fēng)葉式靜電紡絲噴頭進(jìn)行紡絲，溶液選用10wt%的聚乙烯 醇水溶液，紡絲液通過自動(dòng)輸液裝置注入噴絲頭1中后，開啟驅(qū)動(dòng)電機(jī)5，調(diào)整轉(zhuǎn)速，將 高壓發(fā)生器的電壓調(diào)到60kV，接收基布與噴絲頭端1的間距保持在30cm，基布或纖維收 集簾以一定速度平動(dòng)，并與噴頭箱的往復(fù)運(yùn)動(dòng)相配合。制造出的納米纖維氈的纖維直徑 約為250nm，平方米克重約為1.5g/m2。
權(quán)利要求1.一種電動(dòng)風(fēng)葉式靜電紡絲噴頭，包括噴絲頭(1)、金屬葉片O)以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)固定在底座(7)上，并通過履帶(4)與中心轉(zhuǎn)軸 ⑶相連，所述的中心轉(zhuǎn)軸⑶連于金屬葉片⑵的中心軸上，所述的金屬葉片⑵設(shè)在 所述的噴絲頭(1)內(nèi)，所述的噴絲頭(1)外有接線柱(9)，所述的噴絲頭(1)和接線柱(9) 置于支架(8)上，所述的支架(8)固定在底座(7)上，所述的底座(7)上還設(shè)有屏蔽罩(6)，并位于驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)的一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)風(fēng)葉式靜電紡絲噴頭，其特征在于所述的噴絲 頭(1)為敞開式圓盤，由有機(jī)玻璃制成；所述的噴絲頭(1)與金屬葉片(2)配合形成風(fēng)葉 式靜電紡絲噴頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)風(fēng)葉式靜電紡絲噴頭，其特征在于所述的金屬 葉片(2)采用導(dǎo)電性較好的材質(zhì)，單個(gè)葉片下端與垂直方向的角度為0-60度，葉片上端 呈鉛直狀態(tài)，并在上沿分布有金屬尖端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)風(fēng)葉式靜電紡絲噴頭，其特征在于所述的中心 轉(zhuǎn)軸(3)由兩部分組成，其中上半部分由金屬制成，通過密封式軸承安裝在噴絲頭(1)的 底盤上，下半部分由有機(jī)玻璃制成；所述的支架⑶和底座(7)均由絕緣材料制成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)風(fēng)葉式靜電紡絲噴頭，包括噴絲頭(1)、金屬葉片(2)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)，所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過履帶(4)與中心轉(zhuǎn)軸(3)相連，所述的中心轉(zhuǎn)軸(3)連于金屬葉片(2)的中心軸上，所述的金屬葉片(2)設(shè)在所述的噴絲頭(1)內(nèi)，所述的噴絲頭(1)外有接線柱(9)。本實(shí)用新型增加了可以用于靜電成型的原料種類，提高了聚合物溶液的利用率，生產(chǎn)效率高，并可對(duì)多個(gè)噴頭進(jìn)行組裝實(shí)現(xiàn)納米纖維的規(guī)?；a(chǎn)，提高靜電紡絲的產(chǎn)量。
文檔編號(hào)D01D4/06GK201809485SQ201020226518
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月13日
發(fā)明者竇冠顯, 覃小紅 申請(qǐng)人:東華大學(xué)