一種無(wú)針頭式靜電紡絲裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種無(wú)針頭式靜電紡絲裝置，包括，底板，為一平板，所述底板上平行等距地設(shè)有兩列支撐件，所述兩列支撐件彼此一一對(duì)應(yīng)，且每?jī)蓚€(gè)相對(duì)應(yīng)的支撐件頂端均通過(guò)同一根金屬絲，所述金屬絲直徑小于等于0.5cm；給液機(jī)構(gòu)，位于兩列相對(duì)應(yīng)的支撐件之間，所述給液機(jī)構(gòu)包括呈中空管體結(jié)構(gòu)的給液管及與所述給液管相連的動(dòng)力單元，在所述給液管方向相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁上各等距開(kāi)設(shè)有若干通孔，所述兩側(cè)壁上通孔一一相對(duì)，所述側(cè)壁外通孔處還設(shè)有給液頭，所述金屬絲從其中一個(gè)側(cè)壁上的給液頭穿入，從另一側(cè)壁上對(duì)應(yīng)給液頭穿出；其中，位于兩個(gè)相對(duì)通孔處的給液頭與穿過(guò)所述給液頭的金屬絲在同一直線(xiàn)上，所述動(dòng)力單元驅(qū)動(dòng)所述給液管使所述給液頭沿所述金屬絲運(yùn)動(dòng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種無(wú)針頭式靜電紡絲裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種靜電紡絲裝置，特別涉及一種適用于納米纖維量產(chǎn)的無(wú)針頭式靜電紡絲裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]靜電紡絲技術(shù)是一種利用高壓靜電使聚合物溶液或熔體液滴帶電并產(chǎn)生射流，從而形成納米纖維的方式。
[0003]與傳統(tǒng)超細(xì)纖維相比，納米纖維種類(lèi)繁多，且具有更高的比表面積，因此在很多高科技領(lǐng)域都展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景，如:生物醫(yī)藥、組織工程、光電材料、生物傳感等領(lǐng)域，因此，未來(lái)對(duì)納米纖維的需求會(huì)不斷增加，對(duì)靜電紡絲裝置的要求也將越來(lái)越高。
[0004]傳統(tǒng)的靜電紡絲裝置通過(guò)擠壓毛細(xì)管(針頭)的方式使聚合物溶液或熔體在針尖處形成液滴，再通過(guò)電場(chǎng)作用將聚合物原料制成納米纖維。然而，利用該方式制備納米纖維效率很低，不適宜量產(chǎn)作業(yè)。
[0005]基于以上所述，面對(duì)未來(lái)對(duì)于納米纖維需求量的提升，一種適用于納米纖維量產(chǎn)的設(shè)備開(kāi)發(fā)將很有必要性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)上述問(wèn)題，本發(fā)明旨在設(shè)計(jì)制作一種適用于納米纖維量產(chǎn)的設(shè)備。
[0007]本發(fā)明提供一種無(wú)針頭式靜電紡絲裝置，包括，底板，為一平板，所述底板上平行等距地設(shè)有兩列支撐件2，所述兩列支撐件2彼此一一對(duì)應(yīng)，且每?jī)蓚€(gè)相對(duì)應(yīng)的支撐件2頂端均通過(guò)同一根金屬絲1，所述金屬絲I直徑小于等于0.5cm ;給液機(jī)構(gòu)，位于兩列相對(duì)應(yīng)的支撐件2之間，所述給液機(jī)構(gòu)包括呈中空管體結(jié)構(gòu)的給液管3及與所述給液管3相連的動(dòng)力單元7，在所述給液管3方向相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁上各等距開(kāi)設(shè)有若干通孔，所述兩側(cè)壁上通孔一一相對(duì)，所述側(cè)壁外通孔處還設(shè)有給液頭4，所述金屬絲I從其中一個(gè)側(cè)壁上的給液頭4穿入，從另一側(cè)壁上對(duì)應(yīng)給液頭4穿出；其中，位于兩個(gè)相對(duì)通孔處的給液頭4與穿過(guò)所述給液頭4的金屬絲I在同一直線(xiàn)上，所述動(dòng)力單元7驅(qū)動(dòng)所述給液管3使所述給液頭4沿所述金屬絲I運(yùn)動(dòng)。
[0008]由于聚合物溶液在金屬絲表面受張力和黏性作用會(huì)自發(fā)形成聚合物溶液液滴，通過(guò)對(duì)金屬絲添加高壓靜電，使帶電液滴在電場(chǎng)作用下形成泰勒錐，從而可進(jìn)一步地形成納米纖維。這一過(guò)程中，由于聚合物溶液液滴是自發(fā)形成的，因此金屬絲上能形成的泰勒錐數(shù)量多且大小均勻，有利于大量、均勻的納米纖維的形成。
[0009]優(yōu)選地，所述的無(wú)針頭式靜電紡絲裝置，其中，所述金屬絲I固定于所述支撐桿頂端。
[0010]優(yōu)選地，所述的無(wú)針頭式靜電紡絲裝置，其中，所述同一金屬絲I兩端分別纏繞在兩個(gè)滾軸10上，位于所述兩個(gè)滾軸10之間的金屬絲I通過(guò)兩個(gè)對(duì)應(yīng)的支撐桿頂端。
[0011]所述金屬絲I除了直接簡(jiǎn)單固定在支撐桿頂端外，還可以通過(guò)先兩端纏繞在滾軸10上，再將兩滾軸10間的部分撐接在兩支撐桿上的方式固定，采用這種方式是因?yàn)榻饘俳zI使用一段時(shí)間后需進(jìn)行更換，否則會(huì)影響納米纖維的產(chǎn)量，這種固定方式的優(yōu)點(diǎn)是:當(dāng)支撐桿間的金屬絲I用一段時(shí)間后，可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)滾軸10更換一段新的金屬絲1，從而減少了拆卸所消耗的人力和時(shí)間。
[0012]優(yōu)選地，所述的無(wú)針頭式靜電紡絲裝置，其中，所述支撐件2為絕緣桿或絕緣板。
[0013]優(yōu)選地，所述的無(wú)針頭式靜電紡絲裝置，其中，所述給液管3通過(guò)泵8與所述儲(chǔ)液罐9相連。所述給液管3用于存放及輸送聚合物溶液，所述給液管3可單獨(dú)使用，也可以通過(guò)泵8與儲(chǔ)液罐9連用。
[0014]優(yōu)選地，所述的無(wú)針頭式靜電紡絲裝置，其中，所述給液管3所用材料為絕緣材料。
[0015]優(yōu)選地，所述的無(wú)針頭式靜電紡絲裝置，其中，所述給液頭4為長(zhǎng)度大于0.lcm、出口內(nèi)徑小于0.5cm的中空管體結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述給液頭4為中空的圓柱型管體或圓錐型管體。
[0016]優(yōu)選地，所述的無(wú)針頭式靜電紡絲裝置，其中，所述給液頭4出液端設(shè)有一擋板5，所述擋板5位于所述出液端上方。所述擋板5隨給液頭4運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，所述擋板5的設(shè)置用于防止給液頭4沿金屬絲I移動(dòng)時(shí)，在出液端形成較大液滴，生成較粗纖維。
[0017]優(yōu)選地，所述的無(wú)針頭式靜電紡絲裝置，其中，位于所述兩個(gè)相對(duì)應(yīng)支撐件2之間的金屬絲I上還設(shè)有清理?yè)醢?，所述給液頭4出液端沿金屬絲I滑動(dòng)，并從所述清理?yè)醢?上的通孔穿過(guò)，所述清理?yè)醢?將所述給液頭上殘留物刮除。清理?yè)醢?采用絕緣、可變形材料。
[0018]優(yōu)選地，所述的無(wú)針頭式靜電紡絲裝置，其中，所述動(dòng)力單元7為步進(jìn)電機(jī)或直流電機(jī)，所述動(dòng)力單元7連接給液管3，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)給液管3在金屬絲I上往返移動(dòng)，從而在金屬絲I表面涂抹聚合物溶液，動(dòng)力單元7速率可調(diào)。
[0019]對(duì)所述無(wú)針頭式靜電紡絲裝置中金屬絲I施加高壓靜電，并于裝置上方設(shè)接收電極或其他接收裝置，通過(guò)運(yùn)行本裝置，即可高效、大量地生產(chǎn)納米纖維，本發(fā)明采用的裝置成本低，操作方便，適用于納米纖維量產(chǎn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明提出的無(wú)針頭式靜電紡絲裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明提出的無(wú)針頭式靜電紡絲裝置中納米纖維形成部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明提出的無(wú)針頭式靜電紡絲裝置中給液機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書(shū)文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0024]如圖1、圖2及圖3所示，其為本發(fā)明一實(shí)施例，具體講述一種無(wú)針頭式靜電紡絲裝置，包括，底板，為一平板，所述底板上平行等距地設(shè)有兩列支撐件2，每列包含四個(gè)支撐件2，所述兩列支撐件2彼此一一對(duì)應(yīng)，且每?jī)蓚€(gè)相對(duì)應(yīng)的支撐件2頂端均通過(guò)同一根金屬絲1，所述金屬絲I直徑為0.01cm，平行排列，共有4根金屬絲1，所述金屬絲I為不銹鋼絲；給液機(jī)構(gòu)，位于兩列相對(duì)應(yīng)的支撐件2之間，所述給液機(jī)構(gòu)包括呈中空管體結(jié)構(gòu)的給液管3及與所述給液管3相連的動(dòng)力單元7，所述的給液管3由聚丙烯制成，內(nèi)部可容30mL聚合物溶液，所述給液管3通過(guò)絕緣管與泵8和儲(chǔ)液罐9相連；在所述給液管3方向相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁上各等距開(kāi)設(shè)有若干通孔，所述兩側(cè)壁上通孔一一相對(duì)，所述側(cè)壁外通孔處還設(shè)有給液頭4，所述金屬絲I從其中一個(gè)側(cè)壁上的給液頭4穿入，從另一側(cè)壁上對(duì)應(yīng)給液頭4穿出；其中，位于兩個(gè)相對(duì)通孔處的給液頭4與穿過(guò)所述給液頭4的金屬絲I在同一直線(xiàn)上，所述動(dòng)力單元7驅(qū)動(dòng)所述給液管3使所述給液頭4沿所述金屬絲I運(yùn)動(dòng)。所述給液頭4為聚丙烯制成的圓錐形中空管，長(zhǎng)1.5cm,外側(cè)出口內(nèi)徑0.03cm ;所述的給液頭4上設(shè)有給液頭擋板5，所述擋板5為聚乙烯制成的弧形擋板5，位于給液頭4外側(cè)出口正上方；所述的動(dòng)力單元7為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的滑臺(tái)，滑臺(tái)滑動(dòng)距離為50cm，滑動(dòng)速度為0.5m / s，兩端停頓時(shí)間為2秒。最后，以連續(xù)移動(dòng)的無(wú)紡布為接收簾收集產(chǎn)生的納米纖維。
[0025]采用如上裝置制備納米纖維:
[0026]實(shí)施例1
[0027]將尼龍6溶解于甲酸中，配置成15 %的尼龍6溶液，將尼龍6溶液注入儲(chǔ)液罐9中，啟動(dòng)泵8，將尼龍6溶液緩慢輸送至給液管3內(nèi)，對(duì)金屬絲I施加50kV的高壓靜電，啟動(dòng)動(dòng)力單元7，即可連續(xù)不斷的產(chǎn)生納米纖維。一段時(shí)間后，轉(zhuǎn)動(dòng)滾軸10，更換新的金屬絲1，備用。
[0028]實(shí)施例2
[0029]將聚丙烯腈溶解于N，N-二甲基甲酰胺中，配置成8%的聚丙烯腈溶液，將聚丙烯腈溶液注入儲(chǔ)液罐9中，啟動(dòng)泵8，將聚丙烯溶液緩慢輸送到給液管3內(nèi)，對(duì)金屬絲I施加50kV的高壓靜電，啟動(dòng)動(dòng)力單元7，即可連續(xù)不斷的產(chǎn)生納米纖維。一段時(shí)間后，轉(zhuǎn)動(dòng)滾軸10，更換新的金屬絲1，備用。
[0030]實(shí)施例3
[0031]將聚偏氟乙烯溶解于二甲基乙酰胺中，配置成10%的聚偏氟乙烯溶液，將聚偏氟乙烯溶液注入儲(chǔ)液罐9中，啟動(dòng)泵8，將聚偏氟乙烯溶液緩慢輸送至給液管3內(nèi)；對(duì)金屬絲I施加55kV的高壓靜電，啟動(dòng)動(dòng)力單元7，即可連續(xù)不斷的產(chǎn)生納米纖維。一段時(shí)間后，轉(zhuǎn)動(dòng)滾軸10，更換新的金屬絲1，備用。
[0032]盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開(kāi)如上，但其并不僅僅限于說(shuō)明書(shū)和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)針頭式靜電紡絲裝置，其特征在于，包括， 底板，為一平板，所述底板上平行等距地設(shè)有兩列支撐件(2)，所述兩列支撐件(2)彼此一一對(duì)應(yīng)，且每?jī)蓚€(gè)相對(duì)應(yīng)的支撐件(2)頂端均通過(guò)同一根金屬絲(I)，所述金屬絲(I)直徑小于等于0.5cm ； 給液機(jī)構(gòu)，位于兩列相對(duì)應(yīng)的支撐件(2)之間，所述給液機(jī)構(gòu)包括呈中空管體結(jié)構(gòu)的給液管(3)及與所述給液管(3)相連的動(dòng)力單元(7)，在所述給液管(3)方向相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁上各等距開(kāi)設(shè)有若干通孔，所述兩側(cè)壁上通孔一一相對(duì)，所述側(cè)壁外通孔處還設(shè)有給液頭(4)，所述金屬絲(I)從其中一個(gè)側(cè)壁上的給液頭(4)穿入，從另一側(cè)壁上對(duì)應(yīng)給液頭(4)穿出； 其中，位于兩個(gè)相對(duì)通孔處的給液頭⑷與穿過(guò)所述給液頭⑷的金屬絲⑴在同一直線(xiàn)上，所述動(dòng)力單元(7)驅(qū)動(dòng)所述給液管(3)使所述給液頭(4)沿所述金屬絲(I)運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)針頭式靜電紡絲裝置，其特征在于，所述金屬絲(I)固定于所述支撐桿頂端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)針頭式靜電紡絲裝置，其特征在于，所述同一金屬絲(I)兩端分別纏繞在兩個(gè)滾軸( 10)上，位于所述兩個(gè)滾軸(10)之間的金屬絲(I)撐接在兩個(gè)對(duì)應(yīng)的支撐桿頂端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)針頭式靜電紡絲裝置，其特征在于，所述支撐件(2)為絕緣桿或絕緣板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)針頭式靜電紡絲裝置，其特征在于，所述給液管(3)通過(guò)泵(8)與所述儲(chǔ)液罐(9)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)針頭式靜電紡絲裝置，其特征在于，所述給液管(3)所用材料為絕緣材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)針頭式靜電紡絲裝置，其特征在于，所述給液頭(4)為長(zhǎng)度大于0.lcm、出口內(nèi)徑小于0.5cm的中空管體結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無(wú)針頭式靜電紡絲裝置，其特征在于，所述給液頭(4)出液端設(shè)有一擋板(5),所述擋板(5)位于所述出液端上方。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)針頭式靜電紡絲裝置，其特征在于，位于所述兩個(gè)相對(duì)應(yīng)支撐件(2)之間的金屬絲(I)上還設(shè)有清理?yè)醢?6)，所述給液頭(4)出液端沿金屬絲(I)滑動(dòng)，并從所述清理?yè)醢?6)上的通孔穿過(guò)，所述清理?yè)醢?6)將所述給液頭上殘留物刮除。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)針頭式靜電紡絲裝置，其特征在于，所述動(dòng)力單元(7)為步進(jìn)電機(jī)或直流電機(jī)。
【文檔編號(hào)】D01D5/00GK103603065SQ201310646807
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】鄧劍軍 申請(qǐng)人:蘇州東奇生物科技有限公司