專利名稱：一種多孔氣泡靜電紡絲裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及靜電紡絲領域，尤其涉及一種多孔氣泡靜電紡絲裝置。
背景技術：
靜電紡絲技術是目前制備超細纖維和納米纖維最直接也是最基本的方法之一，由靜電紡絲技術制備的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、醫療與衛生健康、能源貯存、軍事與反恐安全等不同領域都具有十分廣闊的應用前景。目前實驗室和工業界制備納米纖維，均廣泛采用單噴頭或多噴頭針筒式靜電紡納米纖維的裝置。如中國專利ZL200410025622. 6、ZL200420107832. 5等；美國專利US6713001、US7326043、US6616435等。有不少改良或改變針筒式噴頭設計，采用其他噴絲方式進行紡絲的裝置，如中國專利ZL200610117671.1、ZL200710036447. 4、ZL200710040316. 3、ZL200420020596. 3、ZL200820058415. 4 等，美國專利 US7535019、US7390452等，日本專利JP2009120971-A、JP2009120972-A。還有改進接收裝置的，如美國專利 US5042789、US4589186 等。氣泡靜電紡絲技術是一項重要的制備納米纖維技術，有很多學者對其工藝參數及噴絲體系等進行了研究,如中國專利ZL200420020596. 3、ZL200410025622. 6等；美國專利US6616435、US6753454 等。傳統的納米靜電紡絲技術存在一些缺陷，產量低，同時受溶液溶度、粘性等性能影響較大，且由于針頭直徑較小，易堵塞針頭。針對這些問題，何吉歡教授提出了氣泡靜電紡絲方法，但是，該方法仍處于實驗室制備階段，且氣泡產生的均勻性難以控制，不能大規模的產業化生產，納米纖維的產量問題仍然是迫切需要解決的。因此，針對上述技術問題，有必要提供一種新型結構的多孔氣泡靜電紡絲裝置，以克服上述缺陷。
實用新型內容有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種可用于大批量高效率生產納米纖維的多孔氣泡靜電紡絲裝置，以彌補現有技術的不足與缺陷，滿足生產和生活的需要。為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案一種多孔氣泡靜電紡絲裝置，其包括貯液池、高壓靜電發生器、氣泵、設于貯液池正上方的接收部、金屬電極、與接收部連接的接地電極，所述貯液池的上端開口，所述貯液池通過金屬電極與高壓靜電發生器相連，所述貯液池的溶液中置有一多線圈旋轉金屬導氣管，所述多線圈旋轉金屬導氣管通過金屬電極與高壓靜電發生器相連，所述氣泵與多線圈旋轉金屬導氣管相連，所述多線圈旋轉金屬導氣管上的圓形部分上穿有若干小孔。優選的，在上述多孔氣泡靜電紡絲裝置中，所述小孔孔徑范圍為Inm 5mm。優選的，在上述多孔氣泡靜電紡絲裝置中，所述接收部與旋轉金屬導氣管的上端面之間的距離調節范圍是O.1cm 100cm。優選的，在上述多孔氣泡靜電紡絲裝置中，所述氣泵輸出的氣流流速范圍是O
100m/so優選的，在上述多孔氣泡靜電紡絲裝置中，所述高壓靜電發生器的輸出電壓范圍是 IV 100KV。優選的，在上述多孔氣泡靜電紡絲裝置中，所述氣泵可用手風器代替。優選的，在上述多孔氣泡靜電紡絲裝置中，所述接收部為平板狀的接收極板。優選的，在上述多孔氣泡靜電紡絲裝置中，所述接收部為滾筒。從上述技術方案可以看出，本實用新型實施例的多孔氣泡靜電紡絲裝置通過設置具有多個小孔的多線圈旋轉金屬導氣管，多線圈旋轉金屬導氣管旋轉時，其上帶有的溶液在靜電力的作用下，可以產生大量的納米纖維，可實現微米或納米纖維的高效率、低耗能、連續化生產。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是(I)通過多線圈旋轉金屬導氣管上的多個小孔，旋轉時，小孔上帶有溶液，在氣流作用下形成氣泡，在靜電力的作用下，氣泡破裂形成噴流，可產生大量的納米纖維，提高了納米纖維的產量與生產效率。(2)可實現微米或納米纖維的高效率、低耗能、連續化生產。 ( 3 )生產效率高，生產成本低，設備簡單，易操作，適應性強。
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1是本實用新型第一實施例的多孔氣泡靜電紡絲裝置的示意圖；圖2是圖1中多線圈旋轉金屬導氣管上畫框位置的局部放大圖；圖3是本實用新型第二實施例的多孔氣泡靜電紡絲裝置的示意圖；圖4是圖3中多線圈旋轉金屬導氣管上畫框位置的局部放大圖。
具體實施方式
本實用新型公開了一種可用于大批量高效率生產納米纖維的多孔氣泡靜電紡絲裝置，以彌補現有技術的不足與缺陷，滿足生產和生活的需要。該多孔氣泡靜電紡絲裝置，其包括貯液池、高壓靜電發生器、氣泵、設于貯液池正上方的接收部、金屬電極、與接收部連接的接地電極，所述貯液池的上端開口，所述貯液池通過金屬電極與高壓靜電發生器相連，所述貯液池的溶液中置有一多線圈旋轉金屬導氣管，所述多線圈旋轉金屬導氣管通過金屬電極與高壓靜電發生器相連，所述氣泵與多線圈旋轉金屬導氣管相連，所述多線圈旋轉金屬導氣管上的圓形部分上穿有若干小孔。進一步的，所述小孔孔徑范圍為Inm 5mm。進一步的，所述接收部與旋轉金屬導氣管的上端面之間的距離調節范圍是O.1cm IOOcm0進一步的，所述氣泵輸出的氣流流速范圍是O 100m/s。進一步的，所述高壓靜電發生器的輸出電壓范圍是IV 100KV。進一步的，所述氣泵可用手風器代替。進一步的，所述接收部為平板狀的接收極板。進一步的，所述接收部為滾筒。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。如圖1至圖4所示，本實用新型公開的可用于大批量高效率生產納米纖維的多孔氣泡靜電紡絲裝置包括兩個具體實施例，第一實施例中，接收部為一滾筒3 ;第二實施例中，接收部為平板狀的接收極板。下面將就具體的實施例對本實用新型進行闡述。如圖1及圖2所示，本實用新型公開的第一實施例的多孔氣泡靜電紡絲裝置包括貯液池1、多線圈旋轉金屬導氣管2、滾筒3、高壓靜電發生器4、氣泵5、接地電極6。多線圈旋轉金屬導氣管2的圓形部分上穿有多個小孔7，小孔孔徑范圍為Inm 5_。多線圈旋轉金屬導氣管2置于貯液池I中溶液中。多線圈旋轉金屬導氣管2通過金屬電極8與高壓靜電發生器4相連。氣泵5與旋轉金屬導氣管2相連。滾筒3與接地電極6相連。本實用新型第一實施例的多孔氣泡靜電紡絲裝置中，滾筒3與多線圈旋轉金屬導氣管2上端面的距離調節范圍是O.1cm 100cm。氣泵5輸出的氣流流速范圍是O IOOm/S。高壓靜電發生器4的輸出電壓范圍是IV 100KV。本實用新型第一實施例的多孔氣泡靜電紡絲裝置中，氣泵5可以用手風器代替，并處于相同位置；可直接向貯液池I中補充溶液。本實用新型第一實施例的多孔氣泡靜電紡絲裝置中，其多線圈旋轉金屬導氣管2的直徑可根據需要調節，同時，多線圈旋轉金屬導氣管2的線圈數量可調。本實用新型第一實施例的多孔氣泡靜電紡絲裝置的工作原理是工作時，首先在貯液池I中注入溶液，所加溶液應將多線圈旋轉金屬導氣管2的下端浸沒；打開氣泵5，開始時氣壓較低，先將導氣管8中液體排出，再慢慢加大氣壓，使液面出現有規律的氣泡狀凸起；旋轉導氣管2,打開高壓靜電發生器4,調節到一定電壓；導氣管2旋轉時,導氣管表面帶起溶液，在高壓靜電作用下，導氣管2表面與接地電極6之間形成電場，當電場力大于溶液表面張力時，將有射流從旋轉金屬導氣管上射出，射向負電極，沉積在滾筒3上,形成大量的納米纖維；同時，在旋轉時，導氣管表面帶有溶液，在氣流作用下，導氣管2表面小孔上產生氣泡，當電場力大于氣泡表面張力時，將有射流從氣泡頂端射出，射向負電極，沉積在滾筒3上，形成大量的納米纖維。如圖3及圖4所示，本實用新型公開的第二實施例的多孔氣泡靜電紡絲裝置包括貯液池I’、多線圈旋轉金屬導氣管2’、高壓靜電發生器4’、氣泵5’、接地電極6’、接收極板9。多線圈旋轉金屬導氣管2’的圓形部分上穿有多個小孔7’，小孔孔徑范圍為Inm 5mm。多線圈旋轉金屬導氣管2’置于貯液池I’中溶液中。多線圈旋轉金屬導氣管2’通過金屬電極8'與高壓靜電發生器4’相連。氣泵5’與多線圈旋轉金屬導氣管2’相連。多線圈旋轉金屬導氣管2’通過金屬電極8'與高壓靜電發生器4’相連。接收極板9與接地電極6相連。該實施例與第一實施例的區別是將滾筒3更換為接收極板9，其它實施方法同實施例一。本實用新型第二實施例的多孔氣泡靜電紡絲裝置中，接收極板9與多線圈旋轉金屬導氣管2’上端面的距離調節范圍是O.1cm 100cm。氣泵5’輸出的氣流流速范圍是O 100m/S。高壓靜電發生器4’的輸出電壓范圍是IV 100KV。本實用新型第二實施例的多孔氣泡靜電紡絲裝置中，氣泵5’可以用手風器代替，并處于相同位置；可直接向貯液池I'中補充溶液。本實用新型第二實施例的多孔氣泡靜電紡絲裝置中，其多線圈旋轉金屬導氣管2’的直徑可根據需要調節，同時，多線圈旋轉金屬導氣管2’的線圈數量可調。本實用新型第二實施例的多孔氣泡靜電紡絲裝置的工作原理是工作時，首先在貯液池I,中注入溶液，所加溶液應將多線圈旋轉金屬導氣管2’的下端浸沒；打開氣泵5’，開始時氣壓較低，先將導氣管8'中液體排出，再慢慢加大氣壓，使液面出現有規律的氣泡狀凸起；旋轉多線圈旋轉金屬導氣管2’，打開高壓靜電發生器4’，調節到一定電壓；多線圈旋轉金屬導氣管2’旋轉時，導氣管表面帶起溶液，在高壓靜電作用下，多線圈旋轉金屬導氣管2’表面與接地電極6’之間形成電場，當電場力大于溶液表面張力時,將有射流從旋轉金屬導氣管上射出，射向負電極，沉積在接收極板9上，形成大量的納米纖維；同時，在旋轉時，導氣管表面帶有溶液，在氣流作用下，多線圈旋轉金屬導氣管2’表面小孔上產生氣泡，當電場力大于氣泡表面張力時，將有射流從氣泡頂端射出，射向負電極，沉積在接收極板9上，形成大量的納米纖維。本實用新型揭示的多孔氣泡靜電紡絲裝置，其多線圈旋轉金屬導氣管是圓形的，旋轉時，多線圈旋轉金屬導氣管上帶有溶液，在靜電力的作用下，可以產生大量的納米纖維。本實用新型揭示的多孔氣泡靜電紡絲裝置，其多線圈旋轉金屬導氣管上穿有很多小孔，旋轉時，小孔上帶有溶液，在氣流作用下形成氣泡，在靜電力的作用下，氣泡破裂形成噴流，可產生大量的納米纖維。本實用新型揭示的多孔氣泡靜電紡絲裝置，將傳統的納米靜電紡絲技術與氣泡靜電紡絲技術相結合，提高了納米纖維的產量與生產效率。本實用新型實施例的多孔氣泡靜電紡絲裝置通過設置具有多個小孔的多線圈旋轉金屬導氣管，多線圈旋轉金屬導氣管旋轉時，其上帶有的溶液在靜電力的作用下，可以產生大量的納米纖維，可實現微米或納米纖維的高效率、低耗能、連續化生產。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是(I)通過多線圈旋轉金屬導氣管上的多個小孔，旋轉時，小孔上帶有溶液，在氣流作用下形成氣泡，在靜電力的作用下，氣泡破裂形成噴流，可產生大量的納米纖維，提高了納米纖維的產量與生產效率。(2)可實現微米或納米纖維的高效率、低耗能、連續化生產。(3)生產效率高，生產成本低，設備簡單，易操作，適應性強。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1.一種多孔氣泡靜電紡絲裝置，其包括貯液池、高壓靜電發生器、氣泵、設于貯液池正上方的接收部、金屬電極、與接收部連接的接地電極，所述貯液池的上端開口，所述貯液池通過金屬電極與高壓靜電發生器相連，其特征在于所述貯液池的溶液中置有一多線圈旋轉金屬導氣管，所述多線圈旋轉金屬導氣管通過金屬電極與高壓靜電發生器相連，所述氣泵與多線圈旋轉金屬導氣管相連，所述多線圈旋轉金屬導氣管上的圓形部分上穿有若干小孔。
2.根據權利要求1所述的多孔氣泡靜電紡絲裝置，其特征在于所述小孔孔徑范圍為Inm 5mm。
3.根據權利要求1所述的多孔氣泡靜電紡絲裝置，其特征在于所述接收部與旋轉金屬導氣管的上端面之間的距離調節范圍是0.1cm 100cm。
4.根據權利要求1所述的多孔氣泡靜電紡絲裝置，其特征在于所述氣泵輸出的氣流流速范圍是0 100m/s。
5.根據權利要求1所述的多孔氣泡靜電紡絲裝置，其特征在于所述高壓靜電發生器的輸出電壓范圍是IV 100KV。
6.根據權利要求1所述的多孔氣泡靜電紡絲裝置，其特征在于所述氣泵可用手風器代替。
7.根據權利要求1所述的多孔氣泡靜電紡絲裝置，其特征在于所述接收部為平板狀的接收極板。
8.根據權利要求1所述的多孔氣泡靜電紡絲裝置，其特征在于所述接收部為滾筒。
專利摘要一種多孔氣泡靜電紡絲裝置，其包括貯液池、高壓靜電發生器、氣泵、設于貯液池正上方的接收部、金屬電極、與接收部連接的接地電極，所述貯液池的上端開口，所述貯液池通過金屬電極與高壓靜電發生器相連，所述貯液池的溶液中置有一多線圈旋轉金屬導氣管，所述多線圈旋轉金屬導氣管通過金屬電極與高壓靜電發生器相連，所述氣泵與旋轉金屬導氣管相連，所述多線圈旋轉金屬導氣管上的圓形部分上穿有若干小孔。本實用新型的多孔氣泡靜電紡絲裝置通過設置具有多個小孔的多線圈旋轉金屬導氣管，多線圈旋轉金屬導氣管旋轉時，其上帶有的溶液在靜電力的作用下，可以產生大量的納米纖維，可實現微米或納米纖維的高效率、低耗能、連續化生產。
文檔編號D01D5/00GK202830245SQ20122052535
公開日2013年3月27日 申請日期2012年10月15日 優先權日2012年10月15日
發明者何吉歡, 孔海燕, 周麗霞 申請人:蘇州大學