電磁場(chǎng)耦合法制備納米纖維的靜電紡絲裝置制造方法
【專利摘要】一種電磁場(chǎng)耦合法制備納米纖維的靜電紡絲裝置，其包括料桶、活塞、噴絲頭、高壓供電裝置、接收板以及接地電源線，所述靜電紡絲裝置還包括設(shè)于噴絲頭與接收板之間且正對(duì)噴絲頭和接收板的導(dǎo)電線圈，所述接收板上設(shè)有兩塊平行放置的電磁鐵。本實(shí)用新型帶電聚合物溶液在足夠大的磁場(chǎng)的作用下，收集到的納米纖維的取向性會(huì)大大提高，同時(shí)又在聚合物射流過程中附加帶正電的線圈，可以穩(wěn)定射流，縮小了泰勒錐的幅度，進(jìn)一步提高納米纖維的有序度，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、控制簡(jiǎn)單、工藝流程短。
【專利說明】電磁場(chǎng)耦合法制備納米纖維的靜電紡絲裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及靜電紡絲裝置，尤其涉及一種電磁場(chǎng)耦合法制備取向性納米纖維的靜電紡絲裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]靜電紡絲技術(shù)是一種操作簡(jiǎn)便、適用范圍廣、生產(chǎn)效率相對(duì)較高的紡制納米纖維的方法。傳統(tǒng)的靜電紡絲法就是利用電場(chǎng)力將聚合物溶液或熔體從毛細(xì)管口處抽出形成射流，經(jīng)過擺動(dòng)、蒸發(fā)、細(xì)發(fā)過程，最終得到納米級(jí)無序的纖維。由靜電紡絲技術(shù)制備的納米纖維已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在光電子器件、傳感器技術(shù)、催化、過濾以及醫(yī)學(xué)等方面。
[0003]在很多情況下，控制纖維的有序排列對(duì)于纖維獲得的預(yù)想的功能是很重要的，特別是在蛋白質(zhì)的釋放和生長(zhǎng)中起著決定性的作用，并且射流在運(yùn)動(dòng)的過程中會(huì)受到氣流的作用而發(fā)生大幅度的擺動(dòng)，所以傳統(tǒng)的靜電紡制備的納米纖維都是無序的，這就限制了其在某些重要領(lǐng)域中的應(yīng)用。
[0004]因此，如何制備有序的納米纖維來滿足實(shí)際應(yīng)用的要求成為一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。針對(duì)上述技術(shù)問題，有必要提供一種具有改良結(jié)構(gòu)的靜電紡絲裝置，以克服上述缺陷。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種電磁場(chǎng)耦合法制備取向性納米纖維的靜電紡絲裝置，用以解決靜電紡絲過程中射流不穩(wěn)定，收集纖維無序的技術(shù)問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0007]—種電磁場(chǎng)耦合法制備納米纖維的靜電紡絲裝置，其包括料桶、設(shè)于料桶內(nèi)且能在料桶內(nèi)運(yùn)動(dòng)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(duì)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設(shè)有設(shè)于噴絲頭與接收板之間且正對(duì)噴絲頭和接收板的導(dǎo)電線圈，所述紡絲區(qū)域中在纖維的接收區(qū)域設(shè)有形成平行磁場(chǎng)的磁場(chǎng)發(fā)生裝置。
[0008]優(yōu)選的，在上述電磁場(chǎng)耦合法制備納米纖維的靜電紡絲裝置中，所述磁場(chǎng)發(fā)生裝置由兩塊相互平行放置的電磁鐵形成。
[0009]優(yōu)選的，在上述電磁場(chǎng)耦合法制備納米纖維的靜電紡絲裝置中，所述兩塊電磁鐵安裝在接收板上。
[0010]優(yōu)選的，在上述電磁場(chǎng)耦合法制備納米纖維的靜電紡絲裝置中，所述兩塊電磁鐵分別位于噴絲頭的外側(cè)，所述兩塊電磁鐵之間形成所述纖維的接收區(qū)域。
[0011]優(yōu)選的，在上述電磁場(chǎng)耦合法制備納米纖維的靜電紡絲裝置中，所述靜電紡絲裝置設(shè)有用以調(diào)節(jié)兩塊電磁鐵之間距離的位置調(diào)節(jié)裝置。
[0012]優(yōu)選的，在上述電磁場(chǎng)耦合法制備納米纖維的靜電紡絲裝置中，所述靜電紡絲裝置設(shè)有用以調(diào)節(jié)兩塊電磁鐵間的磁場(chǎng)強(qiáng)度的強(qiáng)度調(diào)節(jié)裝置。
[0013]優(yōu)選的，在上述電磁場(chǎng)耦合法制備納米纖維的靜電紡絲裝置中，所述導(dǎo)電線圈由多個(gè)等間距排列的線圈組成，所述導(dǎo)電線圈與直流電源的正極相連接。
[0014]從上述技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型帶電聚合物溶液在足夠大的磁場(chǎng)的作用下，收集到的納米纖維的取向性會(huì)大大提高，同時(shí)又在聚合物射流過程中附加帶正電的線圈，可以穩(wěn)定射流，縮小了泰勒錐的幅度，進(jìn)一步提高納米纖維的有序度，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、控制簡(jiǎn)單、工藝流程短。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的有關(guān)本實(shí)用新型的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1是本實(shí)用新型電磁場(chǎng)耦合法制備納米纖維的靜電紡絲裝置的示意圖；
[0017]圖2是本實(shí)用新型帶電射流在磁場(chǎng)中的一個(gè)受力示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本實(shí)用新型公開了一種能夠制備有序納米纖維的靜電紡絲裝置，該靜電紡絲裝置利用磁場(chǎng)耦合法制備有序的納米纖維。
[0019]該電磁場(chǎng)耦合法制備納米纖維的靜電紡絲裝置，其包括料桶、設(shè)于料桶內(nèi)且能在料桶內(nèi)運(yùn)動(dòng)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(duì)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設(shè)有設(shè)于噴絲頭與接收板之間且正對(duì)噴絲頭和接收板的導(dǎo)電線圈，所述紡絲區(qū)域中在纖維的接收區(qū)域設(shè)有形成平行磁場(chǎng)的磁場(chǎng)發(fā)生裝置。
[0020]進(jìn)一步的，所述磁`場(chǎng)發(fā)生裝置由兩塊相互平行放置的電磁鐵形成。
[0021 ] 進(jìn)一步的，所述兩塊電磁鐵安裝在接收板上。
[0022]進(jìn)一步的，所述兩塊電磁鐵分別位于噴絲頭的外側(cè)，所述兩塊電磁鐵之間形成所述纖維的接收區(qū)域。
[0023]進(jìn)一步的，所述靜電紡絲裝置設(shè)有用以調(diào)節(jié)兩塊電磁鐵之間距離的位置調(diào)節(jié)裝置。
[0024]進(jìn)一步的，所述靜電紡絲裝置設(shè)有用以調(diào)節(jié)兩塊電磁鐵間的磁場(chǎng)強(qiáng)度的強(qiáng)度調(diào)節(jié)
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[0025]進(jìn)一步的，所述導(dǎo)電線圈由多個(gè)等間距排列的線圈組成，所述導(dǎo)電線圈與直流電源的正極相連接。
[0026]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0027]如圖1所示，本實(shí)用新型電磁場(chǎng)耦合法制備納米纖維的靜電紡絲裝置，其包括料桶1、設(shè)于料桶I內(nèi)且能在料桶I內(nèi)運(yùn)動(dòng)的活塞2、設(shè)于料桶I 一端且與料桶I連通的噴絲頭3、連接在噴絲頭3上的高壓供電裝置5、對(duì)應(yīng)噴絲頭3位置設(shè)置的接收板8以及給接收板8接地的接地電源線9。所述靜電紡絲裝置還設(shè)有設(shè)于噴絲頭3與接收板8之間且正對(duì)噴絲頭3和接收板8的導(dǎo)電線圈4，所述紡絲區(qū)域中在纖維的接收區(qū)域設(shè)有形成平行磁場(chǎng)的磁場(chǎng)發(fā)生裝置。所述磁場(chǎng)發(fā)生裝置由兩塊相互平行放置的電磁鐵7形成。本實(shí)用新型通過設(shè)置兩塊電磁鐵7，使得帶電聚合物溶液在足夠大的磁場(chǎng)的作用下，收集到的納米纖維的取向性大大提高，同時(shí)又通過設(shè)置導(dǎo)電線圈4，在聚合物射流過程中可以穩(wěn)定射流，縮小了泰勒錐的幅度，進(jìn)一步提高納米纖維的有序度。整體看本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、控制簡(jiǎn)單、工藝流程短。
[0028]繼續(xù)如圖1所示，兩塊電磁鐵7安裝在接收板8上。兩塊電磁鐵7分別位于噴絲頭3的外側(cè)，兩塊電磁鐵7之間形成所述纖維的接收區(qū)域。
[0029]所述靜電紡絲裝置設(shè)有用以調(diào)節(jié)兩個(gè)電磁鐵7之間距離的位置調(diào)節(jié)裝置以及用以調(diào)節(jié)兩塊電磁鐵間的磁場(chǎng)強(qiáng)度的強(qiáng)度調(diào)節(jié)裝置。如此設(shè)置，電磁鐵間形成的磁場(chǎng)強(qiáng)度、放置距離可以方便的調(diào)節(jié)。
[0030]導(dǎo)電線圈4可以由多個(gè)等間距排列的線圈組成，導(dǎo)電線圈4與直流電源6的正極相連接。
[0031]本實(shí)用新型電磁場(chǎng)耦合法制備納米纖維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(dòng)活塞2進(jìn)入噴絲頭3紡絲，高壓供電裝置5連接在噴絲頭3上，直流電源6正極連接在導(dǎo)電線圈4上，電磁鐵7放置在接收板8上，打開高壓供電裝置5的開關(guān)，在噴絲頭3和接收板8之間形成了一個(gè)電場(chǎng)，使噴絲頭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(dòng)、蒸發(fā)、細(xì)發(fā)過程，形成纖維，但受到帶同種電荷導(dǎo)電線圈4的作用，擺動(dòng)幅度會(huì)縮小，帶電粒子在磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生洛倫茲力，相對(duì)穩(wěn)定射流的聚合物溶液在洛倫茲力的作用下有序排列在接收板上。
[0032]如圖2所示，在導(dǎo)電線圈4的作用下，導(dǎo)電線圈4和聚合物溶液帶有同種電荷，由于同種電荷相互排斥，聚合物擺動(dòng)程度會(huì)減小，即泰勒錐減小，進(jìn)而提高了納米纖維的有序度，接收板區(qū)域受到磁場(chǎng)的控制，在洛倫茲力的作用下，形成的納米纖維更有序的排列在接收板上。
[0033]由上可知:
[0034]本實(shí)用新型聚合物溶液帶有正電，在射流過程中附加了帶正電的導(dǎo)電線圈4，利用同種電荷相斥的原理來穩(wěn)定射流。收集裝置上放置兩塊電磁鐵7，兩塊電磁鐵7可以方便的調(diào)節(jié)磁場(chǎng)的大小，同時(shí)兩塊電磁鐵7之間會(huì)形成磁場(chǎng)，當(dāng)磁場(chǎng)力達(dá)到足夠大時(shí)，帶電的聚合物溶液在洛倫茲力的作用下有序收集在接收板上。
[0035]本實(shí)用新型通過在附加導(dǎo)電線圈4通正電，所帶電荷與噴絲頭3帶電荷極性相同，可通過直流電源6和高壓供電裝置5方便的調(diào)節(jié)。在洛倫茲力的作用下，帶電射流有序排列在接收板8上。
[0036]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型帶電聚合物溶液在足夠大的磁場(chǎng)的作用下，收集到的納米纖維的取向性會(huì)大大提高，同時(shí)又在聚合物射流過程中附加帶正電的線圈，可以穩(wěn)定射流，縮小了泰勒錐的幅度，進(jìn)一步提高納米纖維的有序度，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、控制簡(jiǎn)單、工藝流程短。
[0037]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實(shí)用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新型的范圍由所附權(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實(shí)用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
[0038]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)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(gè)整體，各實(shí)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(shí)施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種電磁場(chǎng)耦合法制備納米纖維的靜電紡絲裝置，其包括料桶、設(shè)于料桶內(nèi)且能在料桶內(nèi)運(yùn)動(dòng)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(duì)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設(shè)有設(shè)于噴絲頭與接收板之間且正對(duì)噴絲頭和接收板的導(dǎo)電線圈，所述紡絲區(qū)域中在纖維的接收區(qū)域設(shè)有形成平行磁場(chǎng)的磁場(chǎng)發(fā)生裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電磁場(chǎng)耦合法制備納米纖維的靜電紡絲裝置，其特征在于:所述磁場(chǎng)發(fā)生裝置由兩塊相互平行放置的電磁鐵形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述電磁場(chǎng)耦合法制備納米纖維的靜電紡絲裝置，其特征在于:所述兩塊電磁鐵安裝在接收板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述電磁場(chǎng)耦合法制備納米纖維的靜電紡絲裝置，其特征在于:所述兩塊電磁鐵分別位于噴絲頭的外側(cè)，所述兩塊電磁鐵之間形成所述纖維的接收區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述電磁場(chǎng)耦合法制備納米纖維的靜電紡絲裝置，其特征在于:所述靜電紡絲裝置設(shè)有用以調(diào)節(jié)兩塊電磁鐵之間距離的位置調(diào)節(jié)裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述電磁場(chǎng)耦合法制備納米纖維的靜電紡絲裝置，其特征在于:所述靜電紡絲裝置設(shè)有用以調(diào)節(jié)兩塊電磁鐵間的磁場(chǎng)強(qiáng)度的強(qiáng)度調(diào)節(jié)裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述電磁場(chǎng)耦合法制備納米纖維的靜電紡絲裝置，其特征在于:所述導(dǎo)電線圈由多個(gè)等間距排列的線圈組成，所述導(dǎo)電線圈與直流電源的正極相連接。
【文檔編號(hào)】D01D5/00GK203625536SQ201320842099
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】徐嵐, 劉洪瑩, 司娜, 唐曉鵬, 何吉?dú)g 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)張家港工業(yè)技術(shù)研究院