混合物納米纖維紡絲噴頭裝置制造方法
【專利摘要】混合物納米纖維紡絲噴頭裝置，涉及靜電紡絲噴頭。包括噴頭支座、空心錐噴頭、噴頭腔體、噴頭聯(lián)接軸、傳動齒輪、軸承、內(nèi)針頭、內(nèi)針頭套、外針頭、外針頭座、電極、電機和驅(qū)動齒輪；噴頭腔體與噴頭支座固連，空心錐噴頭后部穿過噴頭支座前端，空心錐噴頭后部與噴頭腔體轉(zhuǎn)動配合，空心錐噴頭后端與噴頭聯(lián)接軸前端連接，內(nèi)針頭套套設(shè)于內(nèi)針頭后部，內(nèi)針頭套與噴頭聯(lián)接軸后端中心通孔轉(zhuǎn)動配合，內(nèi)針頭穿過噴頭聯(lián)軸器，內(nèi)針頭位于空心錐噴頭內(nèi)，傳動齒輪設(shè)于噴頭聯(lián)接軸后端外壁，外針頭座與噴頭腔體固連，外針頭面對空心錐噴頭外壁，電極與空心錐噴頭觸接，電機安裝在噴頭支座上，電機輸出軸上的驅(qū)動齒輪與傳動齒輪嚙合，內(nèi)外針頭和電極外接電源。
【專利說明】混合物納米纖維紡絲噴頭裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種靜電紡絲噴頭，尤其是涉及一種混合物納米纖維紡絲噴頭裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著近年來納米技術(shù)的不斷發(fā)展，靜電紡絲已成為制備納米纖維的重要方法而備受關(guān)注。靜電紡絲法應(yīng)用廣泛，從工業(yè)用的合成聚合物到纖維素、骨膠原、蛋白質(zhì)、DNA復(fù)合體等各種原料都能進行紡絲，并可以在紡絲過程中加入抗生物質(zhì)、納米粒子等，制備出各種功能性纖維。
[0003]傳統(tǒng)的靜電紡絲技術(shù)是一項制備納米纖維應(yīng)用最廣泛的技術(shù)，其利用高壓靜電發(fā)生器產(chǎn)生幾千伏甚至幾十千伏的高壓靜電在聚合物溶液或熔體中施加壓力，使針頭頂端液滴變形形成泰勒錐。當電場力達到臨界值時，即可克服表面張力，噴射射流，射流在電場中卷繞，彎曲，最后固化在接收板上。然而，在傳統(tǒng)的靜電紡絲中，針尖噴頭式的靜電紡絲產(chǎn)量小，采用多針尖噴頭式靜電紡絲裝置雖在一定程度上提高了產(chǎn)量，但由于噴絲頭之間的間距小，易產(chǎn)生靜電干擾，使得紡絲過程不穩(wěn)定，且有的噴絲頭不進行紡絲。低產(chǎn)率，均一性差是電紡絲不能大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)或者應(yīng)用的主要原因。文獻[I] ([IlOODosunmu,GGChase, WKataphinan, et al.Nanotechnology.2006; 11:1123-7.)用多孔管作為噴頭制備了納米纖維，用這種方法產(chǎn)量比傳統(tǒng)的靜電紡絲提高了 250倍左右。然而，這種方法的制備過程是不穩(wěn)定的，且多孔管堵塞的問題也難以解決。文獻[2] ([2]ffeitz RT, HamauL, Rauschenbach S，et al.Nano Lett.2008;8:1187-91.)用無噴頭的尖維作為噴頭，提供了一種高效，簡便的靜電紡絲的裝置。然而，以這種方式制作的纖維直徑是不統(tǒng)一，從25nm到500mm不等，均一性較低。中國專利CN200810153891.9報道了一種非織造不批量電紡裝置，該裝置采用浸入在聚合物溶液的圓周外表鑄有錐形螺紋的金屬滾筒為噴射頭，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)針尖噴頭進行紡絲，產(chǎn)量雖顯著提高，但其存在噴射電壓閾值高的缺點，且不能同時紡出含有兩種物質(zhì)的納米纖維.[0004]有鑒于此，本發(fā)明提出了一種新型的靜電紡絲噴頭裝置，使用該噴頭進行紡絲，產(chǎn)率較傳統(tǒng)針尖電紡噴頭有極大的提高，無噴頭堵塞問題，紡出的納米纖維直徑的均一性良好。且可同時紡出含有兩種不同物質(zhì)的納米纖維。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供可提高靜電紡絲設(shè)備產(chǎn)率和紡出纖維均一性，可同時紡出含有兩種不同物質(zhì)的混合物納米纖維的一種混合物納米纖維紡絲噴頭裝置。
[0006]本發(fā)明包括噴頭支座、空心錐噴頭、噴頭腔體、噴頭聯(lián)接軸、傳動齒輪、軸承、內(nèi)針頭、內(nèi)針頭套、外針頭、外針頭座、電極、電機和驅(qū)動齒輪；
[0007]所述噴頭腔體與噴頭支座固連，空心錐噴頭后部穿過噴頭支座前端，空心錐噴頭后部與噴頭腔體轉(zhuǎn)動配合，空心錐噴頭后端與噴頭聯(lián)接軸前端連接，噴頭聯(lián)軸器設(shè)有中心通孔，內(nèi)針頭套套設(shè)于內(nèi)針頭后部，內(nèi)針頭套與噴頭聯(lián)接軸后端中心通孔轉(zhuǎn)動配合，內(nèi)針頭穿過噴頭聯(lián)軸器，內(nèi)針頭位于空心錐噴頭內(nèi)，傳動齒輪設(shè)于噴頭聯(lián)接軸后端外壁，外針頭設(shè)于外針頭座上，外針頭座與噴頭腔體固連，外針頭面對空心錐噴頭外壁，電極與空心錐噴頭觸接，電機安裝在噴頭支座上，電機輸出軸設(shè)有驅(qū)動齒輪，驅(qū)動齒輪與傳動齒輪嚙合，內(nèi)針頭、外針頭和電極均外接直流高壓電源。
[0008]所述噴頭支座前端設(shè)有通孔，空心錐噴頭后部位于噴頭支座的通孔中。
[0009]所述空心錐噴頭后部通過軸承與噴頭腔體轉(zhuǎn)動配合。
[0010]所述內(nèi)針頭套與噴頭聯(lián)接軸后端中心通孔也通過軸承轉(zhuǎn)動配合。
[0011]所述電機通過電機支架安裝在噴頭支座上。
[0012]所述電極為帶彈簧的碳電極，帶彈簧的碳電極安裝在設(shè)于噴頭支座底部的電極套中。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的工作原理及有益效果如下:
[0014]紡絲時，將內(nèi)針頭(外針頭)接高壓直流電源正極，將紡絲收集板接高壓直流電源負極，溶液或熔體從內(nèi)針頭或外針頭流向空心錐噴頭，溶液均勻旋涂在錐體表面，在旋轉(zhuǎn)過程中由于離心力和粘附力的共同作用下，液體會形變，并從錐噴頭小端流至大端圓周，后在靜電作用力下形成電紡絲。本發(fā)明由于擁有內(nèi)外兩個針頭，因此可同時或單獨通過內(nèi)外針頭向空心錐噴頭內(nèi)、外壁注入紡絲溶液。當使用內(nèi)外針頭同時向空心錐噴頭注入溶液時可以紡出混合物納米纖維，即包含兩種不同種類的納米纖維產(chǎn)物。外針頭通過外針頭座固定于噴頭支座上，保持與噴頭支座的相對靜止。噴頭聯(lián)接軸旋轉(zhuǎn)時，內(nèi)針頭保持靜止。噴頭聯(lián)軸器在旋轉(zhuǎn)時噴頭腔體保持靜止。電機旋轉(zhuǎn)通過齒輪傳遞，帶動噴頭聯(lián)軸器和空心錐噴頭旋轉(zhuǎn)。當空心錐噴頭旋轉(zhuǎn)時，電極與空心錐噴頭的圓柱臺階表面保持接觸，進行導電。由于錐噴頭大端圓周上可形成大量的均勻排布的泰勒錐(相當于傳統(tǒng)針尖噴頭圓環(huán)陣列排布)因此，本發(fā)明可提高靜電紡絲設(shè)備產(chǎn)率，同時由于圓周上每個泰勒錐受的電場作用幾乎相同，因此紡出纖維均一性高,并且可同時紡出含有兩種不同物質(zhì)的混合物納米纖維的一種混合物納米纖維紡絲噴頭裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明實施例結(jié)構(gòu)立體示意圖之一。
[0016]圖2為本發(fā)明實施例結(jié)構(gòu)立體示意圖之二。
[0017]圖3為本發(fā)明實施例結(jié)構(gòu)分解示意圖。
【具體實施方式】
[0018]參見圖1?3，本實施例包括噴頭支座12、空心錐噴頭1、噴頭腔體2、噴頭聯(lián)接軸
4、傳動齒輪7、軸承8、內(nèi)針頭9、內(nèi)針頭套10、外針頭5、外針頭座6、電極、電機14和驅(qū)動齒輪15。
[0019]噴頭腔體2與噴頭支座12固連，噴頭支座12前端設(shè)有通孔，空心錐噴頭I后部位于噴頭支座12的通孔中?？招腻F噴頭I后部穿過噴頭支座12前端，空心錐噴頭I后部通過2個軸承3與噴頭腔體2轉(zhuǎn)動配合?？招腻F噴頭I后端與噴頭聯(lián)接軸4前端連接，噴頭聯(lián)軸器4設(shè)有中心通孔，內(nèi)針頭套10套設(shè)于內(nèi)針頭9后部，內(nèi)針頭套10與噴頭聯(lián)接軸4后端中心通孔通過軸承8轉(zhuǎn)動配合。內(nèi)針頭9穿過噴頭聯(lián)軸器4，內(nèi)針頭9位于空心錐噴頭I內(nèi)，傳動齒輪7設(shè)于噴頭聯(lián)接軸4后端外壁，外針頭5設(shè)于外針頭座6上，外針頭座6與噴頭腔體2固連，外針頭5面對空心錐噴頭I外壁，電極與空心錐噴頭I觸接，電極接直流高壓電源，電機14安裝在噴頭支座12上，電機14輸出軸設(shè)有驅(qū)動齒輪15，驅(qū)動齒輪15與傳動齒輪7嚙合。內(nèi)針頭9、外針頭5和電極均外接直流高壓電源(未畫出)。
[0020]所述電機14通過電機支架13安裝在噴頭支座12上。
[0021]所述電極為帶彈簧的碳電極，帶彈簧的碳電極安裝在設(shè)于噴頭支座12底部的電極套11中。
【權(quán)利要求】
1.混合物納米纖維紡絲噴頭裝置，其特征在于，包括噴頭支座、空心錐噴頭、噴頭腔體、噴頭聯(lián)接軸、傳動齒輪、軸承、內(nèi)針頭、內(nèi)針頭套、外針頭、外針頭座、電極、電機和驅(qū)動齒輪； 噴頭腔體與噴頭支座固連，空心錐噴頭后部穿過噴頭支座前端，空心錐噴頭后部與噴頭腔體轉(zhuǎn)動配合，空心錐噴頭后端與噴頭聯(lián)接軸前端連接，噴頭聯(lián)軸器設(shè)有中心通孔，內(nèi)針頭套套設(shè)于內(nèi)針頭后部，內(nèi)針頭套與噴頭聯(lián)接軸后端中心通孔轉(zhuǎn)動配合，內(nèi)針頭穿過噴頭聯(lián)軸器，內(nèi)針頭位于空心錐噴頭內(nèi)，傳動齒輪設(shè)于噴頭聯(lián)接軸后端外壁，外針頭設(shè)于外針頭座上，外針頭座與噴頭腔體固連，外針頭面對空心錐噴頭外壁，電極與空心錐噴頭觸接，電機安裝在噴頭支座上，電機輸出軸設(shè)有驅(qū)動齒輪，驅(qū)動齒輪與傳動齒輪嚙合，內(nèi)針頭、外針頭和電極均外接直流高壓電源。
2.如權(quán)利要求1所述混合物納米纖維紡絲噴頭裝置，其特征在于，所述噴頭支座前端設(shè)有通孔，空心錐噴頭后部位于噴頭支座的通孔中。
3.如權(quán)利要求1所述混合物納米纖維紡絲噴頭裝置，其特征在于，所述空心錐噴頭后部通過軸承與噴頭腔體轉(zhuǎn)動配合。
4.如權(quán)利要求1所述混合物納米纖維紡絲噴頭裝置，其特征在于，所述內(nèi)針頭套與噴頭聯(lián)接軸后端中心通孔也通過軸承轉(zhuǎn)動配合。
5.如權(quán)利要求1所述混合物納米纖維紡絲噴頭裝置，其特征在于，所述電機通過電機支架安裝在噴頭支座上。
6.如權(quán)利要求1所述混合物納米纖維紡絲噴頭裝置，其特征在于，所述電極為帶彈簧的碳電極，帶彈簧的碳電極安裝在設(shè)于噴頭支座底部的電極套中。
【文檔編號】D01D5/00GK103866404SQ201410138106
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】王太宏, 黃輝, 蔡道平, 劉彬, 劉源, 李寒, 王晨霞 申請人:廈門大學