專利名稱：氣泡靜電紡絲裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于靜電紡絲領域，尤其涉及一種可改變氣泡內部氣體控制環境溫度的氣泡靜電紡絲裝置。
背景技術：
納米纖維具有超高的比表面積、極大長徑比、高表面活性、優越的機械性能(高強高韌)等特點，在紡織工程、環境工程、生物科技等不同領域都具有十分廣闊的應用前景。相對于傳統的靜電紡絲技術，氣泡靜電紡絲技術的優勢更大，具有可以提高納米纖維的紡絲效率及產量等優點。研究表明，除了尖端電位、流體粘度、電導率、接收距離和表面張力等因素，環境因素包括溫度對氣泡靜電紡絲得到的纖維尺度也有一定影響，但現有設備極少涉及對環境溫 度的控制與調節，大部分的氣泡靜電紡絲裝置都沒有溫度調節與控制裝置，生產可控制性較差，易造成產品質量差異性大，生產效率降低等。
實用新型內容有鑒于此，本實用新型的目的提供一種可改變環境溫度的氣泡靜電紡絲裝置，以降低溫度因素對氣泡靜電紡絲過程的影響，提高生產的可控性和生產效率。為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案一種氣泡靜電紡絲裝置，包括儲液池、高壓靜電發生器、氣泵和接收極板，其中，所述儲液池設置為雙層，分別為內層和外層，所述內層和外層之間形成有密封空間，所述密封空間內設有循環通道，所述氣泡靜電紡絲裝置還包括一溫控裝置，所述溫控裝置通過一加熱管連通于所述循環通道的一端，所述溫控裝置通過一回流管連通于所述循環通道的另一端。作為本實用新型的進一步改進，所述密封空間內設有隔熱層，所述隔熱層將所述密封空間分隔成外層空間和內層空間，所述外層空間和內層空間在所述隔熱層的末端實現連通以構成所述循環通道，所述溫控裝置通過所述加熱管連通于所述內層空間，所述溫控裝置通過所述回流管連通于所述外層空間。作為本實用新型的進一步改進，所述儲液池頂端具有一開口，所述開口上設有模板，所述模板上設有至少一個通孔。作為本實用新型的進一步改進，所述通孔呈矩形陣列。作為本實用新型的進一步改進，所述通孔呈環形陣列。作為本實用新型的進一步改進，所述模板為導電模板，所述高壓靜電發生器電性連接于所述模板。作為本實用新型的進一步改進，所述模板為絕緣模板，所述高壓靜電發生器電性連接于一電極，所述電極設于所述儲液池內。作為本實用新型的進一步改進，所述模板的厚度大于等于1mm，所述通孔的直徑大于 2mm。作為本實用新型的進一步改進，所述氣泡靜電紡絲裝置還包括溫度傳感器探頭和數顯溫度儀，所述溫度傳感器探頭設于所述儲液池內并電性連接于所述數顯溫度儀。作為本實用新型的進一步改進，所述儲液池是由玻璃或陶瓷材料制成。與現有技術相比，本實用新型的氣泡靜電紡絲裝置，包括儲液池、高壓靜電發生器、氣泵和接收極板，所述儲液池設置為雙層，分別為內層和外層，所述內層和外層之間形成有密封空間，所述密封空間內設有循環通道，所述氣泡靜電紡絲裝置還包括一溫控裝置，所述溫控裝置通過一加熱管連通于所述循環通道的一端，所述溫控裝置通過一回流管連通于所述循環通道的另一端。通過溫控裝置以控制紡絲液體的溫度，可以降低溫度因素對氣泡靜電紡絲過程的影響，提高生產的可控性和生產效率，有利于實現納米纖維的大規模工業化生產。
為了更清楚地說明本實用新型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，下面描述中的有關本實用新型的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，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I所示為本實用新型第一實施例中氣泡靜電紡絲裝置的結構示意圖；圖2所示為本實用新型第二實施例中氣泡靜電紡絲裝置的結構示意圖；圖3所示為本實用新型第三實施例中氣泡靜電紡絲裝置的結構示意圖；圖4所示為本實用新型第二或第三實施例中模板上的通孔為環形陣列的結構示意圖；圖5所示為本實用新型第二或第三實施例中模板的通孔為矩形陣列的結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型實施例公開了一種氣泡靜電紡絲裝置，包括儲液池、高壓靜電發生器、氣泵和接收極板，其中，所述儲液池設置為雙層，分別為內層和外層，所述內層和外層之間形成有密封空間，所述密封空間內設有循環通道，所述氣泡靜電紡絲裝置還包括一溫控裝置，所述溫控裝置通過一加熱管連通于所述循環通道的一端，所述溫控裝置通過一回流管連通于所述循環通道的另一端。通過溫控裝置以控制紡絲液體的溫度，可以降低溫度因素對氣泡靜電紡絲過程的影響，提高生產的可控性和生產效率，有利于實現納米纖維的大規模工業化生產。下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行詳細的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。圖I所示為本實用新型第一實施例中氣泡靜電紡絲裝置的結構示意圖。參圖I所示，氣泡靜電紡絲裝置10包括儲液池11、高壓靜電發生器12、氣泵13、噴氣管14、導氣管15、溫控裝置16、電極17、接收極板18和接地電極19。儲液池11設置為雙層，分別為內層111和外層112，內層111和外層112之間形成有密封空間113，密封空間113內設有隔熱層114，隔熱層114將密封空間113分隔成外層空間115和內層空間116，外層空間在115其上端頂部與內層空間116連通以構成循環通道。隔熱層114沿著平行于內層111或外層112的方向延伸，其將密封空間分隔成外層空間115和內層空間116，并使得外層空間115與內層空間116僅在隔熱層114的末端實現連通。內層111和外層112是由絕緣材料制成，優選采用玻璃或陶瓷。儲液池11的形狀可以為圓柱體或者矩形體(分別參圖4和圖5所示)，本實用新型并不限制。溫控裝置16通過加熱管161連通于內層空間116，溫控裝置16通過回流管162連通于外層空間115。溫控裝置16可以提供不同溫度的液體進入內層空間116，并經外層空間115回流至溫控裝置16，上述液體可以為水或油。利用溫控裝置16，可以根據儲液池11 內紡絲液的性質和紡絲要求對紡絲液進行循環冷卻或加熱，例如，當儲液池11內的紡絲液需要較高的溫度時，可通過溫控裝置16對水或油介質進行加熱，并將加熱后的介質通過加熱管161輸入至內層空間116，介質進入內層空間116后與儲液池11內的紡絲液進行熱交換，介質被降溫后進一步流入外層空間115，然后通過回流管162進入溫控裝置16進行加熱，并進入下一個熱交換循環。為了獲知儲液池11內紡絲液的溫度，氣泡靜電紡絲裝置10還包括溫度傳感器探頭163和數顯溫度儀164，溫度傳感器探頭163設于儲液池11內并電性連接于數顯溫度儀164。溫度傳感器探頭163測得的溫度可以實時通過數顯溫度儀164顯示出來。在其他實施例中，上述位于密封空間113內的循環通道，也可以是彎折延伸的管道，該管道的一端連通于加熱管161.另一端連通于回流管162。噴氣管14由絕緣材料制成，其沿豎直方向設于儲液池11的底部，其通過導氣管15與氣泵13相連。噴氣管14用以引導氣體的沿豎直方向進入儲液池11。金屬電極17設于噴氣管14中，電極17電性連接于高壓靜電發生器12,儲液池11上方設有連接接地電極19的接收極板18，接收極板18上可以貼有鋁箔紙。工作時，向儲液池11內加入所需的高聚物紡絲液，開啟數顯溫度儀164，根據紡絲液的性質和紡絲要求，選擇循環冷卻或加熱系統，此時打開溫控裝置16，對紡絲液進行循環冷卻或加熱，溫度穩定后，由氣泵13向噴氣管14持續不停的供氣，在氣壓的作用下，儲液池11內的液面上形成多個氣泡。開啟高壓靜電發生器12，在電極17與儲液池正上方的纖維接收板18之間形成強電場，此時，氣泡表面聚集了大量極化的電荷，在氣泡頂端電荷密度最大，形成泰勒錐。在適當的條件下，由于靜電力的作用，從泰勒錐頂端有極細的液體形成射9噴出，射向纖維接收板18。其中，在紡絲的過程中，氣壓不宜過大，以在液面形成較多氣泡為宜。另外，溫控裝置16的加液速度也不宜過快，盡量使紡絲液內部的溫度均勻一致。由于設置了溫控裝置16，可以根據紡絲液的性質和紡絲要求對紡絲液進行循環冷卻或加熱，使紡絲液內部溫度均勻一致，降低了周圍環境因素對氣泡靜電紡高聚物溶液的影響，改善可紡性，提高生產效率，有利于實現納米纖維的工業化生產。圖2所示為本實用新型第二實施例中氣泡靜電紡絲裝置的結構示意圖。參圖2所示，氣泡靜電紡絲裝置20包括一噴氣管24，噴氣管24的頂端設有多少噴氣頭241，噴氣頭241可以呈矩形陣列，也可以為環形陣列。[0039]氣泡靜電紡絲裝置20還包括一儲液池21，儲液池21的頂端具有開口 211。開口211上設有模板23，模板23上設有至少一個通孔231，通孔231的數量與噴氣頭241的數量對應一致，且每個通孔231分別位于相應噴氣頭241的正上方。參圖4所示，通孔231可以為環形陣列，參圖5所述，通孔231也可為矩形陣列。在第二實施例中，模板23采用的是絕緣材料。氣泡靜電紡絲裝置20還包括高壓靜電發生器22和電極27，電極27設于噴氣管24中，電極27電性連接于高壓靜電發生器22。 第二實施例中的其他結構及原理與實施例一相同，故不再贅述。圖3所示為本實用新型第三實施例中氣泡靜電紡絲裝置的結構示意圖。參圖3所示，第三實施例中的氣泡靜電紡絲裝置30與實施例二相比，模板33為導 電模板，該導電模板相當于實施例二中的電極27,其電性連接于高壓靜電發生器32。第三實施例中的其他結構及原理與實施例二相同，故不再贅述。綜上所述，本實用新型的有益效果在于由于設置了溫控裝置16，可以根據紡絲液的性質和紡絲要求對紡絲液進行循環冷卻或加熱，使紡絲液內部溫度均勻一致，降低了周圍環境因素對氣泡靜電紡高聚物溶液的影響，改善可紡性，提高生產效率，有利于實現納米纖維的工業化生產。對于本領域技術人員而言，顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本實用新型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實用新型。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，本實用新型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實用新型內。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。
權利要求1.一種氣泡靜電紡絲裝置，包括儲液池、高壓靜電發生器、氣泵和接收極板，其特征在于所述儲液池設置為雙層，分別為內層和外層，所述內層和外層之間形成有密封空間，所述密封空間內設有循環通道，所述氣泡靜電紡絲裝置還包括一溫控裝置，所述溫控裝置通過一加熱管連通于所述循環通道的一端，所述溫控裝置通過一回流管連通于所述循環通道的另一端。
2.根據權利要求I所述的氣泡靜電紡絲裝置，其特征在于所述密封空間內設有隔熱層，所述隔熱層將所述密封空間分隔成外層空間和內層空間，所述外層空間和內層空間在所述隔熱層的末端實現連通以構成所述循環通道，所述溫控裝置通過所述加熱管連通于所述內層空間，所述溫控裝置通過所述回流管連通于所述外層空間。
3.根據權利要求I所述的氣泡靜電紡絲裝置，其特征在于所述儲液池頂端具有一開口，所述開口上設有模板，所述模板上設有至少一個通孔。
4.根據權利要求3所述的氣泡靜電紡絲裝置，其特征在于所述通孔呈矩形陣列。
5.根據權利要求3所述的氣泡靜電紡絲裝置，其特征在于所述通孔呈環形陣列。
6.根據權利要求3所述的氣泡靜電紡絲裝置，其特征在于所述模板為導電模板，所述高壓靜電發生器電性連接于所述模板。
7.根據權利要求3所述的氣泡靜電紡絲裝置，其特征在于所述模板為絕緣模板，所述高壓靜電發生器電性連接于一電極，所述電極設于所述儲液池內。
8.根據權利要求3所述的氣泡靜電紡絲裝置，其特征在于所述模板的厚度大于等于1mm，所述通孔的直徑大于2mm。
9.根據權利要求I所述的氣泡靜電紡絲裝置，其特征在于所述氣泡靜電紡絲裝置還包括溫度傳感器探頭和數顯溫度儀，所述溫度傳感器探頭設于所述儲液池內并電性連接于所述數顯溫度儀。
10.根據權利要求I所述的氣泡靜電紡絲裝置，其特征在于所述儲液池是由玻璃或陶瓷材料制成。
專利摘要本實用新型公開了一種氣泡靜電紡絲裝置，包括儲液池、高壓靜電發生器、氣泵和接收極板，所述儲液池設置為雙層，分別為內層和外層，所述內層和外層之間形成有密封空間，所述密封空間內設有循環通道，所述氣泡靜電紡絲裝置還包括一溫控裝置，所述溫控裝置通過一加熱管連通于所述循環通道的一端，所述溫控裝置通過一回流管連通于所述循環通道的另一端。通過溫控裝置以控制紡絲液體的溫度，可以降低溫度因素對氣泡靜電紡絲過程的影響，提高生產的可控性和生產效率，有利于實現納米纖維的大規模工業化生產。
文檔編號D01D5/00GK202626362SQ20122028885
公開日2012年12月26日 申請日期2012年6月19日 優先權日2012年6月19日
發明者劉福娟, 徐嵐, 何吉歡 申請人:蘇州大學