專利名稱：靜電紡絲裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種靜電紡絲裝置，尤其涉及一種可調(diào)節(jié)濕度的靜電紡絲裝置。
背景技術(shù)：
靜電紡絲就是高分子流體靜電霧化的特殊形式，此時霧化分裂出的物質(zhì)不是微小液滴，而是聚合物微小射流，可以運行相當長的距離，最終固化成纖維。靜電霧化較靜電紡絲而言，在于這二者采用的工作介質(zhì)不同，靜電霧化采用的是低粘度的牛頓流體，而靜電紡絲采用的則是較高粘度的非牛頓流體。相對應(yīng)的，靜電霧化技術(shù)的深入研究也為靜電紡絲體系提供了一定的理論依據(jù)和知識基礎(chǔ)?！办o電紡絲”一詞來源于“electrospinning”或更早一些的“electrostaticspinning”,國內(nèi)一般將其簡稱為“靜電紡”、“電紡”等。 近年來，通過靜電紡絲技術(shù)制備納米纖維材料已經(jīng)成為世界材料科學技術(shù)領(lǐng)域的最重要的學術(shù)與技術(shù)活動之一。靜電紡絲技術(shù)以其制造裝置簡單、紡絲成本低廉、可紡物質(zhì)種類繁多、工藝可控性等優(yōu)點，成為了有效制備納米纖維材料的主要途徑之一。當下，靜電紡絲技術(shù)已經(jīng)制備出了種類豐富的納米纖維，包括有機納米纖維、無機納米纖維和有機/無機復(fù)合納米纖維。對靜電紡絲過程的深入研究目前已經(jīng)涉及到靜電學、電流體力學、流變學、空氣動力學等領(lǐng)域。然而，隨著工藝技術(shù)精密化進程的加速，從事靜電紡絲制備納米纖維技術(shù)的科研人員開始著手面對一些電紡技術(shù)上一直隱藏多時且必須要先行解決的問題。首先，關(guān)于制備有機納米纖維，可以用于靜電紡絲的天然高分子品種十分有限，對所制備的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和性能的研究仍然不夠完善，所生產(chǎn)出來的最終產(chǎn)品應(yīng)用大都只是處于實驗階段，尤其是這些產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)方面還存在更大的問題。其次，靜電紡絲有機/無機復(fù)合納米纖維的性能不僅與納米粒子的結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與納米粒子的聚集方式和協(xié)同性能、聚合物基體的結(jié)構(gòu)性能、粒子與基體的界面結(jié)構(gòu)性能及加工復(fù)合工藝等各個方面有著相應(yīng)關(guān)系，如何制備出高性能、多功能且適合需要的復(fù)合納米纖維是研究的關(guān)鍵。再次，靜電紡絲無機納米纖維的研究基本處于起始階段，無機納米纖維在高效催化、高溫過濾、生物組織工程、航天器材、光電器件等多個領(lǐng)域具有潛在的用途，靜電紡絲無機納米纖維較大的脆性限制了其應(yīng)用性能和范圍，因此，開發(fā)具有柔韌性、連續(xù)性的無機纖維成為一個重要的課題。傳統(tǒng)的靜電紡絲法就是利用電場力將聚合物溶液或熔體從毛細管口處抽出形成射流，經(jīng)過擺動、蒸發(fā)、細發(fā)過程，最終得到納米級的纖維。紡絲過程中的濕度是影響納米纖維質(zhì)量的一個重要因素，但是在紡絲過程中的濕度比較難以精確調(diào)節(jié)。因此，如何調(diào)節(jié)紡絲濕度來獲得高質(zhì)量的纖維成了關(guān)鍵點，而本發(fā)明針對此技術(shù)問題，提供了一種可調(diào)節(jié)濕度的靜電紡絲裝置，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種可調(diào)節(jié)濕度的靜電紡絲裝置，用以解決靜電紡絲過程中紡絲濕度調(diào)節(jié)的技術(shù)問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案一種靜電紡絲裝置，其包括料桶、設(shè)于料桶內(nèi)且能在料桶內(nèi)運動的活塞、設(shè)于料桶一端且與料桶連通的噴絲頭、連接在噴絲頭上的高壓供電裝置、對應(yīng)噴絲頭位置設(shè)置的接收板以及給接收板接地的接地電源線，所述靜電紡絲裝置還包括罩在噴絲頭外圍以形成一片密閉紡絲區(qū)域的玻璃罩、探測密閉紡絲區(qū)域內(nèi)濕度的濕度探測器以及調(diào)節(jié)密閉紡絲區(qū)域內(nèi)濕度的濕度調(diào)節(jié)裝置，所述噴絲頭及接收板位于玻璃罩圍成的密閉紡絲區(qū)域內(nèi)。優(yōu)選的，在上述靜電紡絲裝置中，所述玻璃罩設(shè)有前壁以及與前壁位置相對的后壁，所述噴絲頭設(shè)置于前壁處，所述接收板與后壁固定連接在一起。優(yōu)選的，在上述靜電紡絲裝置中，所述玻璃罩上對應(yīng)噴絲頭的位置設(shè)有供噴絲頭伸入玻璃罩內(nèi)的第一開口。優(yōu)選的，在上述靜電紡絲裝置中，所述濕度調(diào)節(jié)裝置設(shè)置于玻璃罩的外部。
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優(yōu)選的，在上述靜電紡絲裝置中，所述玻璃罩上設(shè)有第二開口，所述濕度調(diào)節(jié)裝置設(shè)有通過第二開口伸入玻璃罩內(nèi)以便于給密閉紡絲裝置內(nèi)加濕的輸送管道。優(yōu)選的，在上述靜電紡絲裝置中，所述濕度探測器包括感應(yīng)玻璃罩內(nèi)濕度的感應(yīng)部以及顯示感應(yīng)部感應(yīng)到的濕度值的顯示器，所述濕度探測器還包括連接顯示器與感應(yīng)部的連接部。優(yōu)選的，在上述靜電紡絲裝置中，所述感應(yīng)部位于玻璃罩內(nèi)，所述顯示器位于玻璃罩外，所述玻璃罩上設(shè)有供連接部伸入玻璃罩內(nèi)的第三開口。從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明通過在紡絲區(qū)域加玻璃罩使得紡絲區(qū)域為密閉區(qū)域，通過設(shè)置給密閉環(huán)境調(diào)節(jié)濕度的濕度調(diào)節(jié)裝置和濕度探測裝置，可以簡單快捷的控制紡絲濕度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是(I)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、控制簡單、工藝流程短；(2)通過在紡絲區(qū)域加玻璃罩使得紡絲區(qū)域為密閉區(qū)域；(3)通過設(shè)置給密閉環(huán)境調(diào)節(jié)濕度的濕度調(diào)節(jié)裝置和濕度探測裝置，有利于方便快捷的調(diào)節(jié)密閉紡絲空間內(nèi)的紡絲濕度。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)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(guān)本發(fā)明的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本發(fā)明靜電紡絲裝置示意圖。其中1、料桶；2、高壓靜電裝置；3、活塞；4、噴絲頭；5、玻璃罩；51、前壁；52、后壁；53、第一開口 ；54、第二開口 ；6、接地電源線；7、接收板；8、濕度調(diào)節(jié)裝置；9、濕度探測器；91、感應(yīng)部；92、顯示器；93、連接部；10、輸送管道。
具體實施例方式本發(fā)明公開了一種可調(diào)節(jié)濕度的靜電紡絲裝置，以此解決了靜電紡絲過程中紡絲濕度調(diào)節(jié)的技術(shù)問題。該靜電紡絲裝置包括料桶、設(shè)于料桶內(nèi)且能在料桶內(nèi)運動的活塞、設(shè)于料桶一端且與料桶連通的噴絲頭、連接在噴絲頭上的高壓供電裝置、對應(yīng)噴絲頭位置設(shè)置的接收板以及給接收板接地的接地電源線，所述靜電紡絲裝置還包括罩在噴絲頭外圍以形成一片密閉紡絲區(qū)域的玻璃罩、探測密閉紡絲區(qū)域內(nèi)濕度的濕度探測器以及調(diào)節(jié)密閉紡絲區(qū)域內(nèi)濕度的濕度調(diào)節(jié)裝置，所述噴絲頭及接收板位于玻璃罩圍成的密閉紡絲區(qū)域內(nèi)。進一步的，所述玻璃罩設(shè)有前壁以及與前壁位置相對 的后壁，所述噴絲頭設(shè)置于前壁處，所述接收板與后壁固定連接在一起。進一步的，所述玻璃罩上對應(yīng)噴絲頭的位置設(shè)有供噴絲頭伸入玻璃罩內(nèi)的第一開□。進一步的，所述濕度調(diào)節(jié)裝置設(shè)置于玻璃罩的外部。進一步的，所述玻璃罩上設(shè)有第二開口，所述濕度調(diào)節(jié)裝置設(shè)有通過第二開口伸入玻璃罩內(nèi)以便于給密閉紡絲裝置內(nèi)加濕的輸送管道。進一步的，所述濕度探測器包括感應(yīng)玻璃罩內(nèi)濕度的感應(yīng)部以及顯示感應(yīng)部感應(yīng)到的濕度值的顯示器，所述濕度探測器還包括連接顯示器與感應(yīng)部的連接部。 進一步的，所述感應(yīng)部位于玻璃罩內(nèi)，所述顯示器位于玻璃罩外，所述玻璃罩上設(shè)有供連接部伸入玻璃罩內(nèi)的第三開口。下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行詳細的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。如圖I所示，本發(fā)明的靜電紡絲裝置包括料桶I、高壓供電裝置2、活塞3、噴絲頭
4、接地電源線6、接收板7。高壓供電裝置2連接在噴絲頭4上；活塞3設(shè)于料桶I內(nèi)且能在料桶I內(nèi)運動；噴絲頭4設(shè)于料桶I 一端且與料桶I連通；電源線6與接收板7連接以給接收板7接地。繼續(xù)如圖I所示，本發(fā)明的靜電紡絲裝置還包括罩在噴絲頭4外圍以形成一片密閉紡絲區(qū)域的玻璃罩5、探測密閉紡絲區(qū)域內(nèi)濕度的濕度探測器9以及調(diào)節(jié)密閉紡絲區(qū)域內(nèi)濕度的濕度調(diào)節(jié)裝置8，噴絲頭4及接收板7位于玻璃罩5圍成的密閉紡絲區(qū)域內(nèi)。本發(fā)明實施例的靜電紡絲裝置通過在紡絲區(qū)域加玻璃罩5使得紡絲區(qū)域為密閉區(qū)域，通過設(shè)置給密閉環(huán)境調(diào)節(jié)濕度的濕度調(diào)節(jié)裝置8和濕度探測裝置9，可以簡單快捷的控制靜電紡絲的濕度。玻璃罩5設(shè)有前壁51以及與前壁51位置相對的后壁52。噴絲頭4設(shè)置于前壁51處。玻璃罩5上對應(yīng)噴絲頭4的位置設(shè)有供噴絲頭4伸入玻璃罩5內(nèi)的第一開口 53。在實際應(yīng)用中，噴絲頭4與玻璃罩5在第一開口 53處銜接時可能會存在小的間隙，可以進行密封處理。密封處理的方式包括在噴絲頭4與玻璃罩5之間配合的地方使用橡膠圈，或者在噴絲頭4與玻璃罩5之間的間隙處使用填充物進行填充密封。以上列舉的僅僅是部分可實施方式，本發(fā)明要保護的密封處理并不受上述列舉限制，任何可替代的密封處理方案均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。接收板7的位置對應(yīng)噴絲頭4設(shè)置，接收板7設(shè)置于靠近后壁52處。接收板7的固定方式有多種，本發(fā)明的圖I中顯示的是接收板7與玻璃罩5的后壁52固定連接在一起的技術(shù)方案。當然，在其他實施方式中，可以將接收板7固定在其他結(jié)構(gòu)上，然后將固定好的接收板7整合件放置于距離噴絲頭4要求的位置處。本發(fā)明的附圖I中接收板7的固定方式并不限縮本發(fā)明的保護范圍，任何可替代的且很容易想到的關(guān)于接收板7的固定方式，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。濕度調(diào)節(jié)裝置8設(shè)置于玻璃罩5的外部。玻璃罩5上設(shè)有第二開口 54，濕度調(diào)節(jié)裝置8設(shè)有通過第二開口 54伸入玻璃罩5內(nèi)以便于給密閉紡絲裝置內(nèi)加濕的輸送管道10。第二開口 54的大小與輸送管道10的尺寸對應(yīng)。濕度探測器9包括感應(yīng)玻璃罩5內(nèi)濕度的感應(yīng)部91以及顯示感應(yīng)部91感應(yīng)到的濕度值的顯示器92，濕度探測器9還包括連接顯示器92與感應(yīng)部91的連接部93。感應(yīng)部
91位于玻璃罩5內(nèi)，顯示器92位于玻璃罩5外，玻璃罩5上設(shè)有供連接部93伸入玻璃罩內(nèi)的第三開口 55。本發(fā)明公開的靜電紡絲裝置的工作原理是聚合物在料桶I內(nèi)，通過灌注泵推動活塞3進入噴絲頭4紡絲，高壓供電裝置2連接在噴絲頭4上，接收板7通過接地電源線6接地，打開高壓供電裝置2的開關(guān)，在噴絲頭4和接收板7之間形成了一個電場，使噴絲頭4出口處的聚合物溶液在高壓的作用下形成連續(xù)射流，射流經(jīng)過擺動、蒸發(fā)、細發(fā)過程，最后在接收板7上收集到納米級的纖維。在密閉的紡絲環(huán)境內(nèi)，外界環(huán)境中氣體的流動對射流穩(wěn)定性的影響會減小。濕度調(diào)節(jié)裝置8通過輸送管道10給密閉紡絲裝置內(nèi)加濕并通過濕度探測器9探測密閉紡絲容器內(nèi)的濕度，濕度可由濕度探測器9的顯示器92讀出，然后根據(jù)具體的紡絲要求調(diào)節(jié)濕度，使密閉紡絲裝置內(nèi)的濕度達到要求濕度。本發(fā)明通過在紡絲區(qū)域加玻璃罩5使得紡絲區(qū)域為密閉區(qū)域，通過設(shè)置給密閉環(huán)境調(diào)節(jié)濕度的濕度調(diào)節(jié)裝置8和濕度探測裝置9，可以簡單快捷的控制紡絲濕度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是(I)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、控制簡單、工藝流程短；(2)通過在紡絲區(qū)域加玻璃罩5使得紡絲區(qū)域為密閉區(qū)域；(3)通過設(shè)置給密閉環(huán)境調(diào)節(jié)濕度的濕度調(diào)節(jié)裝置8和濕度探測裝置9，有利于方便快捷的調(diào)節(jié)密閉紡絲空間內(nèi)的紡絲濕度。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權(quán)利要求。此外，應(yīng)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(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。
權(quán)利要求
1.一種靜電紡絲裝置，其包括料桶、設(shè)于料桶內(nèi)且能在料桶內(nèi)運動的活塞、設(shè)于料桶一端且與料桶連通的噴絲頭、連接在噴絲頭上的高壓供電裝置、對應(yīng)噴絲頭位置設(shè)置的接收板以及給接收板接地的接地電源線，其特征在于所述靜電紡絲裝置還包括罩在噴絲頭外圍以形成一片密閉紡絲區(qū)域的玻璃罩、探測密閉紡絲區(qū)域內(nèi)濕度的濕度探測器以及調(diào)節(jié)密閉紡絲區(qū)域內(nèi)濕度的濕度調(diào)節(jié)裝置，所述噴絲頭及接收板位于玻璃罩圍成的密閉紡絲區(qū)域內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述靜電紡絲裝置，其特征在于所述玻璃罩設(shè)有前壁以及與前壁位置相對的后壁，所述噴絲頭設(shè)置于前壁處，所述接收板與后壁固定連接在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述靜電紡絲裝置，其特征在于所述玻璃罩上對應(yīng)噴絲頭的位置設(shè)有供噴絲頭伸入玻璃罩內(nèi)的第一開口。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述靜電紡絲裝置，其特征在于所述濕度調(diào)節(jié)裝置設(shè)置于玻璃罩·的外部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述靜電紡絲裝置，其特征在于所述玻璃罩上設(shè)有第二開口，所述濕度調(diào)節(jié)裝置設(shè)有通過第二開口伸入玻璃罩內(nèi)以便于給密閉紡絲裝置內(nèi)加濕的輸送管道。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述靜電紡絲裝置，其特征在于所述濕度探測器包括感應(yīng)玻璃罩內(nèi)濕度的感應(yīng)部以及顯示感應(yīng)部感應(yīng)到的濕度值的顯示器，所述濕度探測器還包括連接顯示器與感應(yīng)部的連接部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述靜電紡絲裝置，其特征在于所述感應(yīng)部位于玻璃罩內(nèi)，所述顯示器位于玻璃罩外，所述玻璃罩上設(shè)有供連接部伸入玻璃罩內(nèi)的第三開口。
全文摘要
一種靜電紡絲裝置，其包括料桶、設(shè)于料桶內(nèi)且能在料桶內(nèi)運動的活塞、設(shè)于料桶一端且與料桶連通的噴絲頭、連接在噴絲頭上的高壓供電裝置、對應(yīng)噴絲頭位置設(shè)置的接收板以及給接收板接地的接地電源線，所述靜電紡絲裝置還包括在噴絲頭外圍罩起來一片密閉紡絲區(qū)域的玻璃罩、探測密閉紡絲區(qū)域內(nèi)濕度的濕度探測器以及調(diào)節(jié)密閉紡絲區(qū)域內(nèi)濕度的濕度調(diào)節(jié)裝置，所述噴絲頭及接收板位于玻璃罩圍成的密閉紡絲區(qū)域內(nèi)。本發(fā)明通過在紡絲區(qū)域加玻璃罩使得紡絲區(qū)域為密閉區(qū)域，通過設(shè)置給密閉環(huán)境調(diào)節(jié)濕度的濕度調(diào)節(jié)裝置和濕度探測裝置，可以簡單快捷的控制紡絲濕度。
文檔編號D01D5/00GK102719905SQ20121024104
公開日2012年10月10日 申請日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月12日
發(fā)明者何吉歡, 劉福娟, 司娜, 徐嵐 申請人:蘇州大學