螺旋氣流輔助靜電紡絲裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)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(shù)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(shí)現(xiàn)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(jiǎn)單，成本低廉，能耗低，目前已成為納米纖維制備的主流技術(shù)。納米纖維直徑小、比表面積大、材料來(lái)源廣泛，并己經(jīng)在過(guò)濾、傳感器、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域獲得了應(yīng)用研宄，并顯出了巨大的市場(chǎng)潛力。目前，傳統(tǒng)的靜電紡絲采用的是單個(gè)紡絲噴頭進(jìn)行靜電紡絲，所產(chǎn)生的的射流只有一根，生產(chǎn)率過(guò)低，僅為0.01?0.1g/h，極大的影響到其產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化(Nandana Bhardwaj, Subhas C.Electrospinning:Afascinating fiber fabricat1n technique[J].B1technology Advances，2010，28:325-347)，近年來(lái)，研宄人員針對(duì)這一問(wèn)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(chǎn)量提高到0.3?0.5g/h，比傳統(tǒng)的電紡產(chǎn)量提高近一個(gè)數(shù)量級(jí)，但這種方式下，纖維僅靠電場(chǎng)力的作用進(jìn)行拉伸，產(chǎn)生的纖維較粗，要達(dá)到較細(xì)的纖維需要很高的電壓，噴頭所需的電壓需要很高，并且強(qiáng)電壓使噴頭與噴頭之間產(chǎn)生了很強(qiáng)的排斥電場(chǎng)，影響各個(gè)噴頭的泰勒錐的產(chǎn)生，射流之間還會(huì)產(chǎn)生靜電排斥作用，使射流產(chǎn)生傾斜，產(chǎn)生的纖維雜亂無(wú)章，嚴(yán)重影響納米纖維的質(zhì)量，使其纖維的應(yīng)用范圍受到極大的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)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(fā)明設(shè)有高壓電源、多射流噴頭、供液裝置、噴嘴、抽氣泵、電機(jī)、金屬網(wǎng)孔收集器、帶氣道接口圓形底板；
[0005]所述供液裝置通過(guò)軟管與多射流噴頭連接；多射流噴頭上端設(shè)有進(jìn)液接口，多射流噴頭內(nèi)部設(shè)有溶液槽；多射流噴頭設(shè)在金屬網(wǎng)孔收集器上方，多射流噴頭與金屬網(wǎng)孔收集器中心軸重合，金屬網(wǎng)孔收集器通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸與電機(jī)連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)金屬網(wǎng)孔收集器旋轉(zhuǎn)；帶氣道接口圓形底板設(shè)在金屬網(wǎng)孔收集器下端，抽氣泵通過(guò)抽氣通道與帶氣道接口圓形底板連接；高壓電源正極通過(guò)導(dǎo)線與多射流噴頭連接，高壓電源負(fù)極接地；金屬網(wǎng)孔收集器接地。
[0006]所述金屬網(wǎng)孔收集器表面設(shè)有10°?30°的錐度。
[0007]所述多射流噴頭內(nèi)部表面錐度小于金屬網(wǎng)孔收集器的錐度。
[0008]所述溶液槽噴嘴所在區(qū)域上端大，下端小。
[0009]所述多射流噴頭上設(shè)有兩排左右對(duì)稱的10個(gè)對(duì)稱噴嘴，各個(gè)噴嘴高度上等間距，每個(gè)噴嘴的內(nèi)徑為0.1?0.5mm。
[0010]引入螺旋輔助氣流促進(jìn)射流的快速高效噴射，引導(dǎo)射流的方向性運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)的金屬網(wǎng)孔收集器拉伸纖維，形成均勻有序排列的纖維
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:氣體通過(guò)旋轉(zhuǎn)的金屬網(wǎng)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(dǎo)纖維在水平方向上運(yùn)動(dòng)，促進(jìn)纖維的均勻有序排列；通過(guò)旋轉(zhuǎn)的金屬網(wǎng)孔收集器可拉伸細(xì)化纖維，亦可促進(jìn)纖維的均勻有序排列。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
[0013]圖中，各標(biāo)記為:1、高壓電源；2、進(jìn)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(jī)；10、金屬網(wǎng)孔收集器；11、帶氣道接口圓形底板。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下實(shí)施例將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]參見(jiàn)圖1，本發(fā)明設(shè)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(jī)9、金屬網(wǎng)孔收集器10、帶氣道接口圓形底板11。所述供液裝置4通過(guò)軟管與多射流噴頭3連接；多射流噴頭3上端設(shè)有進(jìn)液接口 2，多射流噴頭3內(nèi)部設(shè)有溶液槽5 ;多射流噴頭3設(shè)在金屬網(wǎng)孔收集器10上方，多射流噴頭3與金屬網(wǎng)孔收集器10中心軸重合，金屬網(wǎng)孔收集器10通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸與電機(jī)9連接，電機(jī)9驅(qū)動(dòng)金屬網(wǎng)孔收集器10旋轉(zhuǎn)；帶氣道接口圓形底板11設(shè)在金屬網(wǎng)孔收集器10下端，抽氣泵7通過(guò)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(guò)導(dǎo)線與多射流噴頭3連接，高壓電源I負(fù)極接地；金屬網(wǎng)孔收集器10接地。
[0016]在開(kāi)始進(jìn)行靜電紡絲之前，需將多射流噴頭3放置在金屬網(wǎng)孔收集器10的上方，控制多射流噴頭3與金屬網(wǎng)孔收集器10的最小距離大于30mm。開(kāi)始靜電紡絲時(shí)，打開(kāi)供液裝置4，將靜電紡絲溶液注入到儲(chǔ)液槽5內(nèi)，開(kāi)啟抽氣泵7，使金屬網(wǎng)孔收集器10內(nèi)部的產(chǎn)生向下的氣流，打開(kāi)電機(jī)9驅(qū)動(dòng)金屬網(wǎng)孔收集器10旋轉(zhuǎn)，使氣流形成螺旋狀。待溶液流置噴嘴，啟動(dòng)高壓電源1，在多射流噴頭3與金屬網(wǎng)孔收集器10之間形成高壓電場(chǎng)，在噴嘴6處產(chǎn)生射流，螺旋氣流帶動(dòng)射流運(yùn)動(dòng)，加速電紡纖維的收集，且螺旋氣流引導(dǎo)射流在水平方向上運(yùn)動(dòng)，促進(jìn)纖維的均勻有序排列，旋轉(zhuǎn)的金屬網(wǎng)孔收集器10可拉伸細(xì)化纖維，亦可促進(jìn)纖維的均勻有序排列。
[0017]氣體通過(guò)旋轉(zhuǎn)的金屬網(wǎng)孔收集器形成螺旋氣流，旋轉(zhuǎn)的金屬網(wǎng)孔收集器促進(jìn)纖維的拉伸細(xì)化，進(jìn)一步提尚紡絲的生廣效率和纖維品質(zhì)，有利于實(shí)現(xiàn)有序納米纖維的尚效、快速生產(chǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.螺旋氣流輔助靜電紡絲裝置，其特征在于設(shè)有高壓電源、多射流噴頭、供液裝置、噴嘴、抽氣泵、電機(jī)、金屬網(wǎng)孔收集器、帶氣道接口圓形底板； 所述供液裝置通過(guò)軟管與多射流噴頭連接；多射流噴頭上端設(shè)有進(jìn)液接口，多射流噴頭內(nèi)部設(shè)有溶液槽；多射流噴頭設(shè)在金屬網(wǎng)孔收集器上方，多射流噴頭與金屬網(wǎng)孔收集器中心軸重合，金屬網(wǎng)孔收集器通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸與電機(jī)連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)金屬網(wǎng)孔收集器旋轉(zhuǎn)；帶氣道接口圓形底板設(shè)在金屬網(wǎng)孔收集器下端，抽氣泵通過(guò)抽氣通道與帶氣道接口圓形底板連接；高壓電源正極通過(guò)導(dǎo)線與多射流噴頭連接，高壓電源負(fù)極接地；金屬網(wǎng)孔收集器接地。
2.如權(quán)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(wǎng)孔收集器表面設(shè)有10°?30°的錐度。
3.如權(quán)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(nèi)部表面錐度小于金屬網(wǎng)孔收集器的錐度。
4.如權(quán)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(qū)域上端大，下端小。
5.如權(quán)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(shè)有兩排左右對(duì)稱的10個(gè)對(duì)稱噴嘴，各個(gè)噴嘴高度上等間距，每個(gè)噴嘴的內(nèi)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(shè)有高壓電源、多射流噴頭、供液裝置、噴嘴、抽氣泵、電機(jī)、金屬網(wǎng)孔收集器、帶氣道接口圓形底板；所述供液裝置通過(guò)軟管與多射流噴頭連接；多射流噴頭上端設(shè)有進(jìn)液接口，多射流噴頭內(nèi)部設(shè)有溶液槽；多射流噴頭設(shè)在金屬網(wǎng)孔收集器上方，多射流噴頭與金屬網(wǎng)孔收集器中心軸重合，金屬網(wǎng)孔收集器通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸與電機(jī)連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)金屬網(wǎng)孔收集器旋轉(zhuǎn)；帶氣道接口圓形底板設(shè)在金屬網(wǎng)孔收集器下端，抽氣泵通過(guò)抽氣通道與帶氣道接口圓形底板連接；高壓電源正極通過(guò)導(dǎo)線與多射流噴頭連接，高壓電源負(fù)極接地；金屬網(wǎng)孔收集器接地。紡絲的生產(chǎn)效率和纖維品質(zhì)高。
【IPC分類】D01D5-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104831370
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510268398
【發(fā)明人】趙揚(yáng), 姜佳昕, 呂俊, 孫玲玲
【申請(qǐng)人】廈門大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月22日