專利名稱：一種使用旋轉圓盤作為發(fā)射器的靜電紡絲裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及靜電紡絲領域，特別是涉及一種使用旋轉圓盤作為發(fā)射器的靜電紡絲
直O(jiān)
背景技術：
目前，使用最廣泛的靜電紡絲裝置(如圖1所示)包括四部分電源系統(tǒng)，推進器， 針管和針頭，接收器。它的過程涉及到了靜電場的應用，是將電場連接在針頭上，而針頭則是連接在一 個盛有聚合物溶液或熔體的針管上。在靜電場的作用下，在毛細管端部的聚合物小液滴會 形成圓錐狀即泰勒錐。如果電壓超過一個臨界值，靜電力就會克服表面張力，這樣一個帶電 荷的射流就會噴出，且射流會噴向充當接收電極的接地圓盤上。當射流形成時，溶劑會立刻 蒸發(fā)，結果納米纖維就會形成在接收電極的表面，通過此種方法可以得到一系列連續(xù)的不 同半徑的納米纖維。但是，同樣令人關注的還包括上述靜電紡絲技術存在的問題，即它的產(chǎn)量極低，如 果溶液的粘度調(diào)整不當，部分溶液會從噴口以液體形式滴出，而且針頭還會出現(xiàn)經(jīng)常堵塞 的情況。根據(jù)初步印象，靜電紡絲的生產(chǎn)速度非常慢，僅以cm/s來計算。這意味著每個噴 絲頭形成lg纖維，需耗時幾天甚至幾星期的時間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種使用旋轉圓盤作為發(fā)射器的靜電紡絲裝 置，解決了針頭作為靜電紡絲發(fā)射器所帶來的不便。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種使用旋轉圓盤作為發(fā)射器 的靜電紡絲裝置，包括電機、絕緣支架、靜電發(fā)射電極和接收電極，所述的靜電紡絲裝置還 包括圓盤狀靜電發(fā)射器、彈簧片、溶液存儲裝置、收集裝置、旋轉軸和傳動裝置；所述的旋 轉軸穿過所述的圓盤狀靜電發(fā)射器的中心；所述的圓盤狀靜電發(fā)射器上連接有所述的彈簧 片；所述的圓盤狀靜電發(fā)射器位于所述的溶液存儲裝置的正上方；所述的彈簧片和溶液存 儲裝置均固定在所述的絕緣支架上；所述的彈簧片連有所述的靜電發(fā)射電極；所述的收集 裝置位于所述的圓盤狀靜電發(fā)射器的正上方；所述的收集裝置上連有所述的接收電極；所 述的傳動裝置一端連有所述的旋轉軸，另一端與所述的電機相連；所述的電機固定在所述 的絕緣支架外部。所述的使用旋轉圓盤作為發(fā)射器的靜電紡絲裝置的圓盤狀靜電發(fā)射器由導電金 屬制成。所述的使用旋轉圓盤作為發(fā)射器的靜電紡絲裝置的圓盤狀靜電發(fā)射器的數(shù)量為 1-10000 個。所述的使用旋轉圓盤作為發(fā)射器的靜電紡絲裝置的溶液存儲裝置為長方體玻璃 缸或立方體玻璃缸。
所述的使用旋轉圓盤作為發(fā)射器的靜電紡絲裝置的收集裝置通過鐵架臺安裝在 所述的圓盤狀靜電發(fā)射器的正上方。有益效果由于采用了上述的技術方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下的優(yōu)點和積極效 果本發(fā)明在進行靜電紡絲時，可以通過調(diào)節(jié)圓盤靜電發(fā)射器的直徑和轉速來控制產(chǎn)物的 排列和取向，而且它對溶液的適用范圍很廣，解決了針頭作為靜電紡絲噴射器所帶來的不 便。再者，由于使用了特殊的靜電發(fā)射器和溶液儲存裝置決定了它更有利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1是現(xiàn)有技術中靜電紡絲裝置結構示意圖；圖2是本發(fā)明的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領域技術人 員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定 的范圍。本發(fā)明的實施方式涉及一種使用旋轉圓盤作為發(fā)射器的靜電紡絲裝置，如圖2所 示，包括電機6、絕緣支架4、靜電發(fā)射電極9和接收電極8，所述的靜電紡絲裝置還包括圓 盤狀靜電發(fā)射器1、彈簧片10、溶液存儲裝置3、收集裝置7、旋轉軸2和傳動裝置5 ；所述的 旋轉軸2穿過所述的圓盤狀靜電發(fā)射器1的中心；所述的圓盤狀靜電發(fā)射器1與所述的彈 簧片10相連，并位于所述的溶液存儲裝置3的正上方；所述的彈簧片10和溶液存儲裝置3 均固定在所述的絕緣支架4上；所述的彈簧片10上連有所述的靜電發(fā)射電極9 ；所述的收 集裝置7位于所述的圓盤狀靜電發(fā)射器1的正上方；所述的收集裝置7上連有所述的接收 電極8 ；所述的傳動裝置5 —端連有所述的旋轉軸2，另一端與所述的電機6相連；所述的電 機6固定在所述的絕緣支架4外部。其中，圓盤狀靜電發(fā)射器1采用導電金屬制成。下面對整個裝置的裝配進行說明，首先，在導電金屬圓盤的中心開一個大小適中 的孔。其次，用一根絕緣軸穿過該導電金屬圓盤的圓心，如此導電金屬圓盤就可作為靜電發(fā) 射器1使用；絕緣軸可作為旋轉軸2使用。接著，在圓盤狀靜電發(fā)射器1上連接方便施加電 壓的彈簧片10，并將彈簧片10與靜電發(fā)射電極9相連。再將一個大小合適的玻璃缸作為 溶液存儲裝置3固定在絕緣支架4上，其中，玻璃缸的形狀可以根據(jù)實際使用時的需要選擇 是長方體還是立方體。同樣將彈簧片10固定在絕緣支架4上，將旋轉軸2穿過絕緣支架4 使圓盤狀靜電發(fā)射器1位于溶液存儲裝置3的上方。然后，通過傳動裝置5將旋轉軸2和 電機6連接在一起，這樣電機6便可以帶動旋轉軸2旋轉，從而驅(qū)動圓盤狀靜電發(fā)射器1旋 轉，其中，電機6安裝在絕緣支架4的外部，并且電機6的轉速是可以進行調(diào)節(jié)的。最后，將 作為收集裝置7的圓盤通過鐵架臺11安裝在圓盤狀靜電發(fā)射器1的正上方，并與接收電極 8相連，其中，收集裝置7的高度可通過鐵架臺11來進行調(diào)節(jié)。在進行靜電紡絲時，先將聚合物溶液倒入溶液存儲裝置3中，聚合物溶液的高度要保證能浸漬到圓盤狀靜電發(fā)射器1的邊緣，但是不能浸沒得太深。對靜電發(fā)射電極9通 上電源電壓，如此電源電壓施加在彈簧片10上，這樣圓盤狀靜電發(fā)射器1就會相應的帶電， 于是圓盤狀靜電發(fā)射器1與其正上方的收集裝置7之間形成電場，打開電機6，在電機6的 帶動下，圓盤狀靜電發(fā)射器1會帶動在溶液存儲裝置3中的聚合物溶液運動，從而在場強的 驅(qū)使下形成紡絲。需要說明的是，在紡絲過程中，可以通過使用不同直徑的圓盤狀靜電發(fā)射 器1來控制產(chǎn)物的排列和取向。為了提高紡絲的效率，可以增加圓盤狀靜電發(fā)射器1的數(shù) 量，一般可使用1-12個，最多可以達到10000個，具體個數(shù)可根據(jù)實際情況來決定。在使用 時只需將旋轉軸2依次穿過若干個圓盤狀靜電發(fā)射器1的中心即可。
不難發(fā)現(xiàn)，將靜電發(fā)射器由針頭改為可旋轉的金屬圓盤，這樣一方面提高了紡絲 效率，另一方面又避免了針頭堵塞的不便，使靜電紡絲的適用范圍大大增加。在進行靜電紡 絲時，可以通過調(diào)節(jié)圓盤靜電發(fā)射器的直徑和轉速來控制產(chǎn)物的排列和取向，并且對溶液 的適用范圍很廣，增加了應用的靈活性。由于使用了與現(xiàn)有技術不同的靜電發(fā)射器和溶液 儲存裝置決定了它更有利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
權利要求
一種使用旋轉圓盤作為發(fā)射器的靜電紡絲裝置，包括電機(6)、絕緣支架(4)、靜電發(fā)射電極(9)和接收電極(8)，其特征在于，所述的靜電紡絲裝置還包括圓盤狀靜電發(fā)射器(1)、彈簧片(10)、溶液存儲裝置(3)、收集裝置(7)、旋轉軸(2)和傳動裝置(5)；所述的旋轉軸(2)穿過所述的圓盤狀靜電發(fā)射器(1)的中心；所述的圓盤狀靜電發(fā)射器(1)上連接有所述的彈簧片(10)；所述的圓盤狀靜電發(fā)射器(1)位于所述的溶液存儲裝置(3)的正上方；所述的彈簧片(10)和溶液存儲裝置(3)均固定在所述的絕緣支架(4)上；所述的彈簧片(10)連有所述的靜電發(fā)射電極(9)；所述的收集裝置(7)位于所述的圓盤狀靜電發(fā)射器(1)的正上方；所述的收集裝置(7)上連有所述的接收電極(8)；所述的傳動裝置(5)一端連有所述的旋轉軸(2)，另一端與所述的電機(6)相連；所述的電機(6)固定在所述的絕緣支架(4)外部。
2.根據(jù)權利要求1所述的使用旋轉圓盤作為發(fā)射器的靜電紡絲裝置，其特征在于，所 述的圓盤狀的靜電發(fā)射器(1)由導電金屬制成。
3.根據(jù)權利要求1所述的使用旋轉圓盤作為發(fā)射器的靜電紡絲裝置，其特征在于，所 述的圓盤狀的靜電發(fā)射器(1)的數(shù)量為1-10000個。
4.根據(jù)權利要求1所述的使用旋轉圓盤作為發(fā)射器的靜電紡絲裝置，其特征在于，所 述的溶液存儲裝置(3)為長方體玻璃缸或立方體玻璃缸。
5.根據(jù)權利要求1所述的使用旋轉圓盤作為發(fā)射器的靜電紡絲裝置，其特征在于，所 述的收集裝置(7)通過鐵架臺(11)安裝在所述的圓盤狀靜電發(fā)射器(1)的正上方。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種使用旋轉圓盤作為發(fā)射器的靜電紡絲裝置，包括電機、絕緣支架、靜電發(fā)射電極和接收電極，該裝置還包括圓盤狀靜電發(fā)射器、彈簧片、溶液存儲裝置、收集裝置、旋轉軸和傳動裝置；旋轉軸穿過圓盤狀靜電發(fā)射器的中心；圓盤狀靜電發(fā)射器上連接有彈簧片；圓盤狀靜電發(fā)射器位于溶液存儲裝置的正上方；彈簧片和溶液存儲裝置均固定在絕緣支架上；彈簧片上連有靜電發(fā)射電極；收集裝置位于圓盤狀靜電發(fā)射器的正上方；收集裝置上連有接收電極；傳動裝置一端連有旋轉軸，另一端與電機相連；電機固定在絕緣支架外部。本發(fā)明解決了針頭作為靜電紡絲發(fā)射器所帶來的不便，提高了紡絲效率，有利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號D01D5/00GK101871133SQ201010191330
公開日2010年10月27日 申請日期2010年6月2日 優(yōu)先權日2010年6月2日
發(fā)明者何媛, 俞昊, 朱美芳, 鄭陽, 郭建, 陳彥模, 馬準 申請人:東華大學