螺旋氣流輔助靜電紡絲裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及多射流靜電紡絲裝置，尤其是涉及帶輔助螺旋氣流的一種多射流靜電紡絲裝置。
技術背景
[0002]靜電紡絲法是一種高效制備納米纖維的方法，可以實現纖維直徑在幾十納米至幾微米的納米纖維的制備。靜電紡絲制造裝置簡單，成本低廉，能耗低，目前已成為納米纖維制備的主流技術。納米纖維直徑小、比表面積大、材料來源廣泛，并己經在過濾、傳感器、生物醫學等領域獲得了應用研宄，并顯出了巨大的市場潛力。目前，傳統的靜電紡絲采用的是單個紡絲噴頭進行靜電紡絲，所產生的的射流只有一根，生產率過低，僅為0.01?0.1g/h，極大的影響到其產業化和規模化(Nandana Bhardwaj, Subhas C.Electrospinning:Afascinating fiber fabricat1n technique[J].B1technology Advances，2010，28:325-347)，近年來，研宄人員針對這一問題，提出了多噴頭的靜電紡絲裝置(Varabhas JS，Chase G G，Reneker D H.Electrospunnanofibers from a porous hollow tube[J].Polymer，2008，49:4226-4229)，產量提高到0.3?0.5g/h，比傳統的電紡產量提高近一個數量級，但這種方式下，纖維僅靠電場力的作用進行拉伸，產生的纖維較粗，要達到較細的纖維需要很高的電壓，噴頭所需的電壓需要很高，并且強電壓使噴頭與噴頭之間產生了很強的排斥電場，影響各個噴頭的泰勒錐的產生，射流之間還會產生靜電排斥作用，使射流產生傾斜，產生的纖維雜亂無章，嚴重影響納米纖維的質量，使其纖維的應用范圍受到極大的限制。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種螺旋氣流輔助靜電紡絲裝置。
[0004]本發明設有高壓電源、多射流噴頭、供液裝置、噴嘴、抽氣泵、電機、金屬網孔收集器、帶氣道接口圓形底板；
[0005]所述供液裝置通過軟管與多射流噴頭連接；多射流噴頭上端設有進液接口，多射流噴頭內部設有溶液槽；多射流噴頭設在金屬網孔收集器上方，多射流噴頭與金屬網孔收集器中心軸重合，金屬網孔收集器通過轉動軸與電機連接，電機驅動金屬網孔收集器旋轉；帶氣道接口圓形底板設在金屬網孔收集器下端，抽氣泵通過抽氣通道與帶氣道接口圓形底板連接；高壓電源正極通過導線與多射流噴頭連接，高壓電源負極接地；金屬網孔收集器接地。
[0006]所述金屬網孔收集器表面設有10°?30°的錐度。
[0007]所述多射流噴頭內部表面錐度小于金屬網孔收集器的錐度。
[0008]所述溶液槽噴嘴所在區域上端大，下端小。
[0009]所述多射流噴頭上設有兩排左右對稱的10個對稱噴嘴，各個噴嘴高度上等間距，每個噴嘴的內徑為0.1?0.5mm。
[0010]引入螺旋輔助氣流促進射流的快速高效噴射，引導射流的方向性運動，旋轉的金屬網孔收集器拉伸纖維，形成均勻有序排列的纖維
[0011]本發明的優點在于:氣體通過旋轉的金屬網孔收集器形成螺旋氣流，加速電紡纖維的收集，提高紡絲的收集效率，還可以引導纖維在水平方向上運動，促進纖維的均勻有序排列；通過旋轉的金屬網孔收集器可拉伸細化纖維，亦可促進纖維的均勻有序排列。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明實施例的結構組成示意圖。
[0013]圖中，各標記為:1、高壓電源；2、進液接口 ；3、多射流噴頭；4、供液裝置；5、溶液槽；6、噴嘴；7、抽氣泵；8、抽氣通道；9、電機；10、金屬網孔收集器；11、帶氣道接口圓形底板。
【具體實施方式】
[0014]以下實施例將結合附圖對本發明作進一步說明。
[0015]參見圖1，本發明設有高壓電源1、多射流噴頭3、供液裝置4、噴嘴6、抽氣泵7、電機9、金屬網孔收集器10、帶氣道接口圓形底板11。所述供液裝置4通過軟管與多射流噴頭3連接；多射流噴頭3上端設有進液接口 2，多射流噴頭3內部設有溶液槽5 ;多射流噴頭3設在金屬網孔收集器10上方，多射流噴頭3與金屬網孔收集器10中心軸重合，金屬網孔收集器10通過轉動軸與電機9連接，電機9驅動金屬網孔收集器10旋轉；帶氣道接口圓形底板11設在金屬網孔收集器10下端，抽氣泵7通過抽氣通道8與帶氣道接口圓形底板11連接；高壓電源I正極通過導線與多射流噴頭3連接，高壓電源I負極接地；金屬網孔收集器10接地。
[0016]在開始進行靜電紡絲之前，需將多射流噴頭3放置在金屬網孔收集器10的上方，控制多射流噴頭3與金屬網孔收集器10的最小距離大于30mm。開始靜電紡絲時，打開供液裝置4，將靜電紡絲溶液注入到儲液槽5內，開啟抽氣泵7，使金屬網孔收集器10內部的產生向下的氣流，打開電機9驅動金屬網孔收集器10旋轉，使氣流形成螺旋狀。待溶液流置噴嘴，啟動高壓電源1，在多射流噴頭3與金屬網孔收集器10之間形成高壓電場，在噴嘴6處產生射流，螺旋氣流帶動射流運動，加速電紡纖維的收集，且螺旋氣流引導射流在水平方向上運動，促進纖維的均勻有序排列，旋轉的金屬網孔收集器10可拉伸細化纖維，亦可促進纖維的均勻有序排列。
[0017]氣體通過旋轉的金屬網孔收集器形成螺旋氣流，旋轉的金屬網孔收集器促進纖維的拉伸細化，進一步提尚紡絲的生廣效率和纖維品質，有利于實現有序納米纖維的尚效、快速生產。
【主權項】
1.螺旋氣流輔助靜電紡絲裝置，其特征在于設有高壓電源、多射流噴頭、供液裝置、噴嘴、抽氣泵、電機、金屬網孔收集器、帶氣道接口圓形底板； 所述供液裝置通過軟管與多射流噴頭連接；多射流噴頭上端設有進液接口，多射流噴頭內部設有溶液槽；多射流噴頭設在金屬網孔收集器上方，多射流噴頭與金屬網孔收集器中心軸重合，金屬網孔收集器通過轉動軸與電機連接，電機驅動金屬網孔收集器旋轉；帶氣道接口圓形底板設在金屬網孔收集器下端，抽氣泵通過抽氣通道與帶氣道接口圓形底板連接；高壓電源正極通過導線與多射流噴頭連接，高壓電源負極接地；金屬網孔收集器接地。
2.如權利要求1所述螺旋氣流輔助靜電紡絲裝置，其特征在于所述金屬網孔收集器表面設有10°?30°的錐度。
3.如權利要求1所述螺旋氣流輔助靜電紡絲裝置，其特征在于所述多射流噴頭內部表面錐度小于金屬網孔收集器的錐度。
4.如權利要求1所述螺旋氣流輔助靜電紡絲裝置，其特征在于所述溶液槽噴嘴所在區域上端大，下端小。
5.如權利要求1所述螺旋氣流輔助靜電紡絲裝置，其特征在于所述多射流噴頭上設有兩排左右對稱的10個對稱噴嘴，各個噴嘴高度上等間距，每個噴嘴的內徑為0.1?0.5mm。
【專利摘要】螺旋氣流輔助靜電紡絲裝置，涉及多射流靜電紡絲裝置。設有高壓電源、多射流噴頭、供液裝置、噴嘴、抽氣泵、電機、金屬網孔收集器、帶氣道接口圓形底板；所述供液裝置通過軟管與多射流噴頭連接；多射流噴頭上端設有進液接口，多射流噴頭內部設有溶液槽；多射流噴頭設在金屬網孔收集器上方，多射流噴頭與金屬網孔收集器中心軸重合，金屬網孔收集器通過轉動軸與電機連接，電機驅動金屬網孔收集器旋轉；帶氣道接口圓形底板設在金屬網孔收集器下端，抽氣泵通過抽氣通道與帶氣道接口圓形底板連接；高壓電源正極通過導線與多射流噴頭連接，高壓電源負極接地；金屬網孔收集器接地。紡絲的生產效率和纖維品質高。
【IPC分類】D01D5-00
【公開號】CN104831370
【申請號】CN201510268398
【發明人】趙揚, 姜佳昕, 呂俊, 孫玲玲
【申請人】廈門大學
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年5月22日