專利名稱：靜電紡絲裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于紡絲領(lǐng)域，尤其涉及一種靜電紡絲裝置。
背景技術(shù)：
隨著納米科技的興起，人們給予能制備連續(xù)納米纖維的靜電紡絲法以極大的關(guān)注，并做了較系統(tǒng)的理論研究，靜電紡絲法是通過高壓靜電產(chǎn)生的電場力拉伸聚合物溶液或熔體來制備納米纖維的重要方法，也是制備納米纖維最直接最簡單的方法，由靜電紡絲技術(shù)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(yōu)越的機械性能(高強高韌)等特點，在紡織工程、環(huán)境工程、生物科技、醫(yī)療與衛(wèi)生健康、能源貯存、軍事與反恐安全等不同領(lǐng)域都具有十分廣闊的應(yīng)用前景。

傳統(tǒng)的納米靜電紡絲技術(shù)存在一些缺陷，產(chǎn)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。而氣泡靜電紡絲技術(shù)仍處于實驗室制備階段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種靜電紡絲裝置，可實現(xiàn)納米纖維的規(guī)?；a(chǎn)，生產(chǎn)效率高,生產(chǎn)成本低。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案本發(fā)明公開了一種靜電紡絲裝置，包括貯液池、高壓靜電發(fā)生器、氣體發(fā)生裝置以及接收裝置，其中，所述靜電紡絲裝置還包括可轉(zhuǎn)動的金屬導(dǎo)氣管，該金屬導(dǎo)氣管呈環(huán)形且部分位于所述貯液池內(nèi)，所述金屬導(dǎo)氣管內(nèi)形成有氣體流動空間，所述氣體發(fā)生裝置連通于所述流動空間，所述金屬導(dǎo)氣管的外壁上間隔設(shè)有通孔，所述高壓靜電發(fā)生器電性連接于所述金屬導(dǎo)氣管。作為本發(fā)明的進一步改進，所述接收裝置為平板狀的接收極板。作為本發(fā)明的進一步改進，所述接收裝置為滾筒。作為本發(fā)明的進一步改進，所述通孔的孔徑為lnnT5mm。作為本發(fā)明的進一步改進，所述接收裝置與所述金屬導(dǎo)氣管頂端的距離為O.lcm^l00cmo作為本發(fā)明的進一步改進，所述氣體發(fā)生裝置輸出的氣流流速為0 100m/S。作為本發(fā)明的進一步改進，所述高壓靜電發(fā)生器的輸出電壓為1V100KV。作為本發(fā)明的進一步改進，所述氣體發(fā)生裝置為氣泵或手風(fēng)器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的靜電紡絲裝置可實現(xiàn)微米或納米纖維的高效率、低耗能、連續(xù)化生產(chǎn)，通過旋轉(zhuǎn)金屬導(dǎo)氣管帶動溶液靜電紡絲與通過旋轉(zhuǎn)金屬導(dǎo)氣管上的通孔產(chǎn)生氣泡的靜電紡絲相結(jié)合，可實現(xiàn)納米纖維的規(guī)?；a(chǎn)，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，設(shè)備簡單，易操作，適應(yīng)性強，可滿足大批量生產(chǎn)及產(chǎn)品應(yīng)用等對納米纖維及其相關(guān)產(chǎn)品的需求。


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所示為本發(fā)明第一實施例中靜電紡絲裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示為本發(fā)明第二實施例中靜電紡絲裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明實施例公開了一種靜電紡絲裝置，包括貯液池、高壓靜電發(fā)生器、氣體發(fā)生裝置以及接收裝置，所述靜電紡絲裝置還包括可轉(zhuǎn)動的金屬導(dǎo)氣管，該金屬導(dǎo)氣管呈環(huán)形且部分位于所述貯液池內(nèi)，所述金屬導(dǎo)氣管內(nèi)形成有氣體流動空間，所述氣體發(fā)生裝置連 通于所述流動空間，所述金屬導(dǎo)氣管的外壁上間隔設(shè)有通孔，所述高壓靜電發(fā)生器電性連接于所述金屬導(dǎo)氣管。在上述靜電紡絲裝置中，接收裝置優(yōu)選為平板狀的接收極板或滾筒；通孔的孔徑優(yōu)選為lnnT5mm ;接收裝置與金屬導(dǎo)氣管頂端的距離優(yōu)選為O. lcnTlOOcm ;氣體發(fā)生裝置輸出的氣流流速優(yōu)選為0 100m/s ;高壓靜電發(fā)生器的輸出電壓優(yōu)選為1V100KV ;氣體發(fā)生裝置優(yōu)選為氣泵或手風(fēng)器。金屬導(dǎo)氣管的直徑可根據(jù)需要調(diào)節(jié)，同時，旋轉(zhuǎn)金屬導(dǎo)氣管的線圈數(shù)量可調(diào)，可以單個圓圈也可以多個圓圈。由于金屬導(dǎo)氣管是圓形的，旋轉(zhuǎn)時，金屬導(dǎo)氣管上帶有溶液，在靜電力的作用下，可以產(chǎn)生大量的納米纖維。金屬導(dǎo)氣管的外壁上穿有很多通孔，旋轉(zhuǎn)時，通孔上帶有溶液，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(chǎn)生大量的納米纖維。本實施中靜電紡絲裝置，將傳統(tǒng)的納米靜電紡絲技術(shù)與氣泡靜電紡絲技術(shù)相結(jié)合，提高了納米纖維的產(chǎn)量與生產(chǎn)效率。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。圖I所示為本發(fā)明第一實施例中靜電紡絲裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示，靜電紡絲裝置I 0，包括貯液池11、金屬導(dǎo)氣管12、接收裝置I 3，高壓靜電發(fā)生器14、氣體發(fā)生裝置I 5以及接地電極I 6。接收裝置I 3為滾筒；氣體發(fā)生裝置15為氣泵；金屬導(dǎo)氣管12呈環(huán)形且部分位于于貯液池11內(nèi)，金屬導(dǎo)氣管12所在的平面為垂直平面，金屬導(dǎo)氣管12的外壁上間隔設(shè)有多個通孔121，通孔的孔徑范圍為Inm 5_。金屬導(dǎo)氣管12通過金屬電極I 7與高壓靜電發(fā)生器14相連。金屬導(dǎo)氣管12內(nèi)形成有氣體流動空間，氣體發(fā)生裝置I 5連通于該流動空間。接收裝置13與接地電極16相連。工作時，首先在貯液池11中注入溶液，所加溶液應(yīng)將金屬導(dǎo)氣管12的下端浸沒；打開氣泵I 5，開始時氣壓較低，先將金屬導(dǎo)氣管12中液體排出，再慢慢加大氣壓，使液面出現(xiàn)有規(guī)律的氣泡狀凸起；旋轉(zhuǎn)金屬導(dǎo)氣管12，打開高壓靜電發(fā)生器14，調(diào)節(jié)到一定電壓；金屬導(dǎo)氣管12旋轉(zhuǎn)時，導(dǎo)氣管表面帶起溶液，在高壓靜電作用下，金屬導(dǎo)氣管12表面與接地電極16之間形成電場，當(dāng)電場力大于溶液表面張力時，將有射流從旋轉(zhuǎn)金屬導(dǎo)氣管上射出，射向負電極，沉積在接收裝置I 3上，形成大量的納米纖維；同時，在旋轉(zhuǎn)時，金屬導(dǎo)氣管12表面帶有溶液，在氣流作用下，金屬導(dǎo)氣管12表面小孔上產(chǎn)生氣泡，當(dāng)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，沉積在接收裝置I 3上，形成大量的納米纖維。圖2所示為本發(fā)明第二實施例中靜電紡絲裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，靜電紡絲裝置20，包括貯液池21、金屬導(dǎo)氣管22、接收裝置23，高壓靜電發(fā)生器24、氣體發(fā)生裝置25以及接地電極26。接收裝置23為接收極板；氣體發(fā)生裝置25為氣泵；金屬導(dǎo)氣管22呈環(huán)形且部分位于于貯液池21內(nèi)，金屬導(dǎo)氣管22所在的平面為垂直平面，金屬導(dǎo)氣管22的外壁上間隔設(shè)有多個通孔221，通孔的孔徑范圍為Inm 5mm。金屬導(dǎo)氣管22通過金屬電極27與高壓靜電發(fā)生器24相連。金屬導(dǎo)氣管22內(nèi)形成有氣體 流動空間，氣體發(fā)生裝置25連通于該流動空間。接收裝置23與接地電極26相連。工作時，首先在貯液池21中注入溶液，所加溶液應(yīng)將金屬導(dǎo)氣管22的下端浸沒；打開氣泵25，開始時氣壓較低，先將金屬導(dǎo)氣管22中液體排出，再慢慢加大氣壓，使液面出現(xiàn)有規(guī)律的氣泡狀凸起；旋轉(zhuǎn)金屬導(dǎo)氣管22，打開高壓靜電發(fā)生器24，調(diào)節(jié)到一定電壓；金屬導(dǎo)氣管22旋轉(zhuǎn)時，導(dǎo)氣管表面帶起溶液，在高壓靜電作用下，金屬導(dǎo)氣管22表面與接地電極26之間形成電場，當(dāng)電場力大于溶液表面張力時，將有射流從旋轉(zhuǎn)金屬導(dǎo)氣管上射出，射向負電極，沉積在接收裝置23上，形成大量的納米纖維；同時，在旋轉(zhuǎn)時，金屬導(dǎo)氣管22表面帶有溶液,在氣流作用下,金屬導(dǎo)氣管22表面小孔上產(chǎn)生氣泡，當(dāng)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，沉積在接收裝置23上，形成大量的納米纖維。綜上所述，本發(fā)明的靜電紡絲裝置可實現(xiàn)微米或納米纖維的高效率、低耗能、連續(xù)化生產(chǎn)，通過旋轉(zhuǎn)金屬導(dǎo)氣管帶動溶液靜電紡絲與通過旋轉(zhuǎn)金屬導(dǎo)氣管上的通孔產(chǎn)生氣泡的靜電紡絲相結(jié)合，可實現(xiàn)納米纖維的規(guī)?；a(chǎn)，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，設(shè)備簡單，易操作，適應(yīng)性強，可滿足大批量生產(chǎn)及產(chǎn)品應(yīng)用等對納米纖維及其相關(guān)產(chǎn)品的需求。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(dāng)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(dāng)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(dāng)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，包括貯液池、高壓靜電發(fā)生器、氣體發(fā)生裝置以及接收裝置，其特征在于所述靜電紡絲裝置還包括可轉(zhuǎn)動的金屬導(dǎo)氣管，該金屬導(dǎo)氣管呈環(huán)形且部分位于所述貯液池內(nèi)，所述金屬導(dǎo)氣管內(nèi)形成有氣體流動空間，所述氣體發(fā)生裝置連通于所述流動空間，所述金屬導(dǎo)氣管的外壁上間隔設(shè)有通孔，所述高壓靜電發(fā)生器電性連接于所述金屬導(dǎo)氣管。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的靜電紡絲裝置，其特征在于所述接收裝置為平板狀的接收極板。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的靜電紡絲裝置，其特征在于所述接收裝置為滾筒。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的靜電紡絲裝置，其特征在于所述通孔的孔徑為1ηπΓ5_。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的靜電紡絲裝置，其特征在于所述接收裝置與所述金屬導(dǎo)氣管頂端的距離為O. lcm 100cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的靜電紡絲裝置，其特征在于所述氣體發(fā)生裝置輸出的氣流流速為(TlOOm/s。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的靜電紡絲裝置，其特征在于所述高壓靜電發(fā)生器的輸出電壓為IV 100KV。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的靜電紡絲裝置，其特征在于所述氣體發(fā)生裝置為氣泵或手風(fēng)器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種靜電紡絲裝置，包括貯液池、高壓靜電發(fā)生器、氣體發(fā)生裝置以及接收裝置，所述靜電紡絲裝置還包括可轉(zhuǎn)動的金屬導(dǎo)氣管，該金屬導(dǎo)氣管呈環(huán)形且部分位于所述貯液池內(nèi)，所述金屬導(dǎo)氣管內(nèi)形成有氣體流動空間，所述氣體發(fā)生裝置連通于所述流動空間，所述金屬導(dǎo)氣管的外壁上間隔設(shè)有通孔，所述高壓靜電發(fā)生器電性連接于所述金屬導(dǎo)氣管。本發(fā)明的靜電紡絲裝置，通過旋轉(zhuǎn)金屬導(dǎo)氣管帶動溶液靜電紡絲與通過旋轉(zhuǎn)金屬導(dǎo)氣管上的通孔產(chǎn)生氣泡的靜電紡絲相結(jié)合，可實現(xiàn)納米纖維的規(guī)?；a(chǎn)，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低。
文檔編號D01D5/00GK102877140SQ20121042293
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月29日
發(fā)明者何吉歡, 孔海燕, 周麗霞 申請人:蘇州大學(xué)