專利名稱：氣流輔助混合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，尤其是涉及一種借助輔助氣體提高射流混合效率和質(zhì)量的氣流輔助混合靜電紡絲裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)納米纖維逐漸成為研究熱點(diǎn)，納米纖維可以應(yīng)用在諸多領(lǐng)域，如傳感器、生物、醫(yī)藥、柔性電子、過(guò)濾技術(shù)等領(lǐng)域([1]D.Sun, C.Chang, S.Li, and L.Lin, "Near-FieldElectrospinning, "Nano Letters,vol.6, pp.839-842, 2006/04/012006.) 靜電紡絲技術(shù)是制備納米纖維的簡(jiǎn)便方法之一，在靜電紡絲過(guò)程中，聚合物在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下產(chǎn)生黏彈性變形，最終形成紡絲射流，因靜電紡絲生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，材料適應(yīng)性廣，生產(chǎn)效率高，漸漸被應(yīng)用于納米纖維的工業(yè)化生產(chǎn)。目前應(yīng)用于靜電紡絲生產(chǎn)或研究的靜電紡絲設(shè)備主要可以分為單根纖維直寫與批量纖維生產(chǎn)兩種，單根纖維直寫關(guān)注點(diǎn)在于纖維的精確定位與沉積([2] G.Zheng, Y.Dai, L.Wang, and D.Sun, "Direct Write Micronanostructure For Flexible Electronic Manufacturing, "Proceedings of the7th IEEEInternational Conference on Nanotechnology, 2007 ； [3]X.Wang, G.Zheng, L.Xu, ff.Cheng, B.Xu, Y.Huang, and D.Sun, "Fabrication of nanochannels via near-fieldelectrospinning, ^Applied Physics A:Materials Science&Processing, vol.A106，pp.825-828，2012)，批量纖維制備主要關(guān)注纖維的較大面積應(yīng)用。隨著研究的深入，在電紡時(shí)需要將兩種或多種不同聚合物同時(shí)交叉混合電紡，因此設(shè)計(jì)一種可以方便進(jìn)行兩種或多種溶液混紡的靜電紡絲裝置具有重要意義。中國(guó)專利 CN102121137A、CN101671853A、CN101985778A 等中提出了不同的多股纖維靜電紡絲噴頭結(jié)構(gòu)，但這些專利申請(qǐng)中所述靜電紡絲裝置均未涉及氣體輔助方式，存在不同纖維或霧狀液滴之間的混合不均勻、不同射流之間的混合不充分等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可同時(shí)將兩種不同靜電紡絲材料高效、均勻地進(jìn)行靜電紡絲的氣流輔助混合靜電紡絲裝置。本發(fā)明設(shè)有機(jī)架、供液裝置、左噴頭、右噴頭、噴頭位置調(diào)整機(jī)構(gòu)、左電場(chǎng)集中板、右電場(chǎng)集中板、高壓電源、輔助氣體供給裝置和收集裝置；供液裝置設(shè)有左容液室、右容液室、左供液管和右供液管，左容液室通過(guò)左供液管與左噴頭連通，右容液室通過(guò)右供液管與右噴頭連通；噴頭位置調(diào)整機(jī)構(gòu)設(shè)有左分度機(jī)構(gòu)、右分度機(jī)構(gòu)、左噴頭夾緊頭、右噴頭夾緊頭和噴頭支架，左噴頭和右噴頭分別由左噴頭和右噴頭夾緊頭夾緊，左噴頭夾緊頭和右噴頭夾緊頭分別通過(guò)左分度機(jī)構(gòu)和右分度機(jī)構(gòu)與噴頭支架連接，噴頭支架設(shè)于機(jī)架上；左噴頭的噴嘴外部設(shè)有左電場(chǎng)集中板，右噴頭的噴嘴外部設(shè)有右電場(chǎng)集中板，左噴頭的噴嘴、右噴頭的噴嘴、左電場(chǎng)集中板和右電場(chǎng)集中板均通過(guò)導(dǎo)線接高壓電源；
輔助氣體供給裝置設(shè)有氣瓶、氣管和氣體噴頭；氣體噴頭通過(guò)氣管與氣瓶連接，氣體噴頭安裝在所述噴頭支架上；收集裝置設(shè)有收集基帶、收集電極板、電機(jī)和2個(gè)滾筒；電機(jī)輸出軸與滾筒連接，收集基帶纏繞于2個(gè)滾筒上，構(gòu)成卷到卷傳送機(jī)構(gòu)，收集基帶位于左噴頭、右噴頭和氣體噴頭正下方，收集電極板設(shè)于收集基帶下方且接地，電機(jī)輸出軸與2個(gè)滾筒中的其中I個(gè)滾筒連接。所述機(jī)架最好為龍門架。所述左容液室與右容液室最好為一體式結(jié)構(gòu)。所述輔助氣體供給裝置最好還設(shè)有氣壓控制柜，氣壓控制柜接所述氣瓶的氣閥，氣壓控制柜用于控制氣瓶的氣閥的開合，從而可更好地達(dá)到實(shí)現(xiàn)控制氣體噴頭的氣體流速。以氣體噴頭為基準(zhǔn)，所述左噴頭和右噴頭最好呈對(duì)稱設(shè)置。所述氣體噴頭的頭部形狀可為多孔喇叭形。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明有益效果如下:使用時(shí)，將兩種不同的紡絲溶液分別裝于左容液室和右容液室內(nèi)，通過(guò)供液裝置實(shí)現(xiàn)兩種不同聚合物的混合靜電紡絲，在混紡過(guò)程中通過(guò)輔助氣體供給裝置提供的控制氣流可增加電紡射流的相互混合效率(通過(guò)氣壓控制柜控制氣閥的開合，從而可控制氣體噴頭的氣體流速)。從而可實(shí)現(xiàn)同時(shí)將兩種不同靜電紡絲材料高效、均勻地進(jìn)行靜電紡絲，達(dá)到借助輔助氣體提高射流混合效率和質(zhì)量。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例的部分結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1和2，本發(fā)明實(shí)施例設(shè)有機(jī)架1、供液裝置2、左噴頭31、右噴頭32、噴頭位置調(diào)整機(jī)構(gòu)、左電場(chǎng)集中板51、右電場(chǎng)集中板52、高壓電源6、輔助氣體供給裝置和收集裝置。機(jī)架I為龍門架。供液裝置2設(shè)有左容液室21、右容液室22、左供液管23和右供液管24 ;左容液室21與右容液室22為一體式結(jié)構(gòu)。左容液室21通過(guò)左供液管23與左噴頭31連通，右容液室22通過(guò)右供液管23與右噴頭32連通。噴頭位置調(diào)整機(jī)構(gòu)設(shè)有左分度機(jī)構(gòu)41、右分度機(jī)構(gòu)42、左噴頭夾緊頭43、右噴頭夾緊頭44和噴頭支架45，左噴頭31和右噴頭32分別通過(guò)左、右噴頭夾緊頭43和44夾緊，左、右噴頭夾緊頭43和44分別通過(guò)左、右分度機(jī)構(gòu)41和42與噴頭支架45連接，噴頭支架45設(shè)于機(jī)架I上。左噴頭31和右噴頭32上分別均設(shè)有電場(chǎng)集中板51和52 ;左噴頭31的噴嘴和右噴頭32的噴嘴以及電場(chǎng)集中板51和52均通過(guò)導(dǎo)線接高壓電源6。所述輔助氣體供給裝置設(shè)有氣瓶61、氣管62、氣體噴頭63和氣壓控制柜64 ;氣體噴頭63通過(guò)氣管62與氣瓶61連接，氣體噴頭63安裝在所述噴頭支架45上。氣壓控制柜64用于控制氣瓶61上的氣閥65的開合大小。收集裝置設(shè)有收集基帶71、收集電極板72、電機(jī)73、2個(gè)滾筒74和75 ；電機(jī)73輸出軸與滾筒74連接，收集基帶71纏繞于2個(gè)滾筒74和75上，構(gòu)成卷到卷傳送機(jī)構(gòu)。收集基帶71位于左噴頭31、右噴頭32和氣體噴頭63正下方，收集基帶71下方設(shè)有電極板72，電極板72接地。在圖1和2中的下部箭頭表示滾筒74的旋轉(zhuǎn)方向；氣體噴頭63下方的各箭頭表示氣流方向，麻點(diǎn)P表示紡絲纖維。本實(shí)施例使用時(shí)，將兩種不同的紡絲溶液分別裝于左容液室和右容液室內(nèi)，通過(guò)調(diào)整分度機(jī)構(gòu)可以獨(dú)立調(diào)整噴頭的噴射角度，分度機(jī)構(gòu)上的度數(shù)表示噴頭噴射角度。噴頭噴嘴由導(dǎo)電材料制得，通過(guò)導(dǎo)線與高壓電源相連，高壓電在噴嘴處產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)使聚合物溶液形成射流噴射。氣體噴頭底端的細(xì)小出氣口陣列將噴出氣體細(xì)化加速，形成均勻的氣流將、兩噴頭噴出的電紡纖維均勻混合。根據(jù)實(shí)際需要，可以通過(guò)調(diào)節(jié)氣壓控制柜中的相應(yīng)控制量來(lái)控制氣閥的開合和流量，從而控制氣體噴頭的氣體流速。收集基帶在滾筒帶動(dòng)下從電極板上方掠過(guò)，電紡射流到達(dá)收集基帶后隨收集基帶被滾筒卷起，滾筒不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，則紡絲射流源源不斷的沉積在收集基帶上。
權(quán)利要求
1.氣流輔助混合靜電紡絲裝置，其特征在于設(shè)有機(jī)架、供液裝置、左噴頭、右噴頭、噴頭位置調(diào)整機(jī)構(gòu)、左電場(chǎng)集中板、右電場(chǎng)集中板、高壓電源、輔助氣體供給裝置和收集裝置； 供液裝置包括左容液室、右容液室、左供液管和右供液管；左容液室通過(guò)左供液管與左噴頭連通，右容液室通過(guò)右供液管與右噴頭連通； 噴頭位置調(diào)整機(jī)構(gòu)設(shè)有左分度機(jī)構(gòu)、右分度機(jī)構(gòu)、左噴頭夾緊頭、右噴頭夾緊頭和噴頭支架，左噴頭和右噴頭分別由左噴頭和右噴頭夾緊頭夾緊，左噴頭夾緊頭和右噴頭夾緊頭分別通過(guò)左分度機(jī)構(gòu)和右分度機(jī)構(gòu)與噴頭支架連接，噴頭支架設(shè)于機(jī)架上； 左噴頭的噴嘴外部設(shè)左電場(chǎng)集中板，右噴頭的噴嘴外部設(shè)右電場(chǎng)集中板，左噴頭的噴嘴、右噴頭的噴嘴、左電場(chǎng)集中板和右電場(chǎng)集中板均通過(guò)導(dǎo)線接高壓電源； 輔助氣體供給裝置設(shè)有氣瓶、氣管和氣體噴頭；氣體噴頭通過(guò)氣管與氣瓶連接，氣體噴頭安裝在所述噴頭支架上； 收集裝置設(shè)有收集基帶、收集電極板、電機(jī)和2個(gè)滾筒；電機(jī)輸出軸與滾筒連接，收集基帶纏繞于2個(gè)滾筒上，構(gòu)成卷到卷傳送機(jī)構(gòu)，收集基帶位于左噴頭、右噴頭和氣體噴頭正下方，收集電極板設(shè)于收集基帶下方且接地，電機(jī)輸出軸與2個(gè)滾筒中的其中I個(gè)滾筒連接。
2.如權(quán)利要求1所述的氣流輔助混合靜電紡絲裝置，其特征在于所述機(jī)架為龍門架。
3.如權(quán)利要求1所述的氣流輔助混合靜電紡絲裝置，其特征在于所述左容液室與右容液室為一體式結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的氣流輔助混合靜電紡絲裝置，其特征在于所述輔助氣體供給裝置設(shè)有氣壓控制柜，氣壓控制柜接氣瓶的氣閥。
5.如權(quán)利要求1所述的氣流輔助混合靜電紡絲裝置，其特征在于以所述氣體噴頭為基準(zhǔn)，所述左噴頭和右噴頭呈對(duì)稱設(shè)置。
6.如權(quán)利要求1所述的氣流輔助混合靜電紡絲裝置，其特征在于所述氣體噴頭的頭部形狀為多孔喇叭形。
全文摘要
氣流輔助混合靜電紡絲裝置，涉及一種靜電紡絲裝置。設(shè)有機(jī)架、供液裝置、左噴頭、右噴頭、噴頭位置調(diào)整機(jī)構(gòu)、左電場(chǎng)集中板、右電場(chǎng)集中板、高壓電源、輔助氣體供給裝置和收集裝置；供液裝置設(shè)有左容液室、右容液室、左供液管和右供液管；噴頭位置調(diào)整機(jī)構(gòu)設(shè)有左分度機(jī)構(gòu)、右分度機(jī)構(gòu)、左噴頭夾緊頭、右噴頭夾緊頭和噴頭支架；左噴頭的噴嘴外部設(shè)有左電場(chǎng)集中板，右噴頭的噴嘴外部設(shè)有右電場(chǎng)集中板，左噴頭的噴嘴、右噴頭的噴嘴、左電場(chǎng)集中板和右電場(chǎng)集中板均通過(guò)導(dǎo)線接高壓電源；輔助氣體供給裝置設(shè)有氣瓶、氣管和氣體噴頭；收集裝置設(shè)有收集基帶、收集電極板、電機(jī)和2個(gè)滾筒?？赏瑫r(shí)將兩種不同靜電紡絲材料高效、均勻地進(jìn)行靜電紡絲。
文檔編號(hào)D01D5/00GK103205818SQ201310156299
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月28日
發(fā)明者孫道恒, 林奕宏, 何廣奇, 劉海燕, 衛(wèi)瑾, 王偉, 黃偉偉, 鄭高峰, 鄭建毅 申請(qǐng)人:廈門大學(xué)