专利名称：静电纺丝装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种静电纺丝的装置，尤其涉及静电纺丝的发射与收集 装置。
技术背景大多数静电纺纤维均是以无纺织物形式得到，其用途范围相对较小， 仅能用于过滤，组织骨架，移植涂膜和创伤修复等。然而当我们用传统纤 维和纺织工业的观点去理解纳米纤维时，只有当获得单根纳米纤维或单轴 纤维束时，并对其进行编织，才能认为纳米纤维的应用范围可以扩展到更广 泛的领域。可是对于静电纺纳米纤维，获得单根纳米纤维或单轴纤维束十 分艰难。这是因为聚合物射流的飞行轨迹是十分复杂的三维"抖动或鞭动"， 这种鞭动是由于弯曲不稳定性引起的，而不是在直线路径处产生的。全世 界众多的研究者均在这方面做了大量的研究，以求获得不同高度取向和不 同堆积形状的无纺布。静电纺丝的装置中，收集装置是一个十分关键的部件，其结构直接影响 到电纺纤维在收集圆筒上的排列取向，从而影响所获得的纤维的质量。因 此，许多专利和文献报道了各自的方法，如美国专利USPatent[P]. 4 689 186， 1987公开了一种用于血管修复及尿 管、胆管的管状纤维的制作方法。该发明的特点是用辅助电场使沉积纤维 在圆周上充分取向；文献HunngZM， ZlumgY Z， KotakicM， et a / . Corrgmsites Science andTech—nology[J]. 2003， 63: 2223—2253发展了另外一种收集平行排列 纤维的简单方法，就是将矩形的框架置于纺丝射流下方。不同材料的框架 得到不同排列的纤维，铝框架所收纤维的排列比木质框架所收集纤维的排列好。文献DanLi， Yuliang Wang， Yonnan Xia. Nano Letters[J]. 2003. 1167 一 1171 . Electrospinning Nanofibers as Uniaxially Aligned Arrays and Layer-by-Layer Stacked Films. Advanced Materials. 2004. 361-366报道了一种 简单且有效的方法来制备平行取向纳米纤维。他们的做法是在常规的收集 器上凿开一个槽，在附加电场的作用下，纳米纤维横跨槽的两边形成平行 取向排列。这种做法还可以很方便地将制得的纳米纤维转移到其他基底上 以作它用。但是，上述结构的收集装置，随着收集时间的增加，纤维的排列趋于 混乱，形状，密度，孔径，微观结构等无法控制，种类单一，且结构复杂， 需要改进。 发明内容本实用新型的目的是提供一种静电纺丝装置，以克服现有技术存在的 上述缺陷。本实用新型的静电纺丝装置，包括直径可变的收集圆筒、电机、接收 电极、机架、静电纺丝喷射针头、溶液流速控制装置、静电发射电极、溶 液导管、上伸縮支架和下伸縮支架；所说的上伸縮支架一端与收集圆筒的上端相连接，另一端与机架固定 连接；所说的下伸縮支架的一端与收集圆筒的下端相连接，另一端与电机的 输出轴固定连接，电机固定在机架上；所说的接收电极固定在收集圆筒的桶壁上；所说的溶液导管垂直设置在收集圆筒的中部，用于输送静电纺丝液； 所说的溶液流速控制装置设置溶液导管上，且与溶液导管相连通； 所说的静电纺丝喷射针头与溶液流速控制装置相连接，静电纺丝液通过静电纺丝喷射针头喷射出；所说的静电发射电极设置在溶液导管上。本实用新型的装置，在收集静电纺纤维时，通过支架的收张可以调解收 集圆筒的半径从而达到调节幅宽和调解最佳纺丝距离的作用，纺丝溶液传 输装置可以使溶液均匀的输送到各个喷丝口，以保证纺丝均匀。同时可以 控制转速与半径而控制产物的排列和取向，在收集静电纺无纺布时，可以 通过调解旋转速度和纺丝溶液输送速度，获得不同规则程度的无纺布，具 有不同纹理图案的无纺布，不同幅宽、孔隙率和孔径的无纺布。
图l为静电纺丝装置结构示意图。图2为收集圆筒结构示意图。
具体实施方式
由图1可见，本实用新型的静电纺丝装置，包括收集装置和包括直 径可变的收集圆筒l、电机2、接收电极3、机架4、静电纺丝喷射针头5、 溶液流速控制装置6、静电发射电极7、溶液导管8、上伸縮支架9和下伸 縮支架91;所说的上伸縮支架9 一端与收集圆筒1的上端相连接，另一端与机架4 固定连接；所说的下伸縮支架91的一端与收集圆筒1的下端相连接，另一端与电 机2的输出轴固定连接，电机2固定在机架4上； 所说的接收电极3固定在收集圆筒1的桶壁上；所说的溶液导管8垂直设置在收集圆筒1的中部，用于输送静电纺丝液；所说的溶液流速控制装置6设置溶液导管8上，且与溶液导管8相
通；所说的静电纺丝喷射针头5与溶液流速控制装置6相连接，静电纺丝 液通过静电纺丝喷射针头5喷射出；所说的静电发射电极7设置在溶液导管8上。参见图2，所说的直径可变的收集圆筒1包括由薄板101制成的圆筒状 的筒壁，薄板101两端相互交叉重叠，以至于在上伸縮支架9和下伸缩支 架91的作用下，可以移动，从而使收集圆筒1的直径可变；参见图1，所说的上伸縮支架9和下伸縮支架91包括支架杆10和连接 件11，所说的支架杆10的一端与连接件11相连接，支架杆10的另一端与 收集圆筒1的筒壁相连接，构成一个伞形；参见图l，所说的溶液流速控制装置6为中空的圆盘，且与溶液导管8 相连通；溶液流速控制装置6的数量为1 20个；静电纺丝喷射针头5与所说的圆盘相连通，静电纺丝液从静电纺丝喷 射针头5中喷射出，在收集圆筒1中成型，可以任意增加和减少圆盘上的 静电纺丝喷头5的数量， 一般为4 80个。
权利要求1.一种静电纺丝装置，包括电机(2)、机架(4)、接收电极(3)和静电发射电极(7)，其特征在于，还包括直径可变的收集圆筒(1)、静电纺丝喷射针头(5)、溶液流速控制装置(6)、溶液导管(8)、上伸缩支架(9)和下伸缩支架(91)；所说的上伸缩支架(9)一端与收集圆筒(1)的上端相连接，另一端与机架(4)固定连接；所说的下伸缩支架(91)的一端与收集圆筒(1)的下端相连接，另一端与电机(2)的输出轴固定连接，电机(2)固定在机架(4)上；所说的接收电极(3)固定在收集圆筒(1)的桶壁上；所说的溶液导管(8)垂直设置在收集圆筒(1)的中部，用于输送静电纺丝液；所说的溶液流速控制装置(6)设置溶液导管(8)上，且与溶液导管(8)相连通；所说的静电纺丝喷射针头(5)与溶液流速控制装置(6)相连接；所说的静电发射电极(7)设置在溶液导管(8)上。
2. 根据权利要求1所述的静电纺丝装置，其特征在于，所说的直径可 变的收集圆筒(1)为由薄板(101)制成的圆筒状的筒壁，薄板(101)两 端相互交叉重叠。
3. 根据权利要求1所述的静电纺丝装置，其特征在于，所说的上伸縮 支架(9)和下伸縮支架(91)包括支架杆(10)和连接件(11)，所说的 支架杆(10)的一端与连接件(11)相连接，支架杆(10)的另一端与收 集圆筒(1)的筒壁相连接，构成一个伞形。
4. 根据权利要求1所述的静电纺丝装置，其特征在于，所说的溶液流 速控制装置(6)为中空的圆盘，且与溶液导管(8)相连通。
5. 根据权利要求4所述的静电纺丝装置 装置(6)的数量为1 20个。
6. 根据权利要求1所述的静电纺丝装置 针头(5)与所说的圆盘相连通。
7. 根据权利要求6所述的静电纺丝装置 丝喷射针头(5)的数量为4 80个。其特征在于，溶液流速控制 其特征在于，静电纺丝喷射 其特征在于，圆盘上静电纺
专利摘要本实用新型涉及静电纺丝的发射与收集装置，公开了一种静电纺丝装置，包括电机、机架、接收电极和静电发射电极，其特征在于，还包括直径可变的收集圆筒、静电纺丝喷射针头、溶液流速控制装置、溶液导管、上伸缩支架和下伸缩支架；本实用新型的装置，在收集静电纺纤维时，通过支架的收张可以调解收集圆筒的半径从而达到调节幅宽和调解最佳纺丝距离的作用，纺丝溶液传输装置可以使溶液均匀的输送到各个喷丝口，以保证纺丝均匀。同时可以控制转速与半径而控制产物的排列和取向，在收集静电纺无纺布时，可以通过调解旋转速度和纺丝溶液输送速度，获得不同规则程度的无纺布，具有不同纹理图案的无纺布，不同幅宽、孔隙率和孔径的无纺布。
文档编号D01D5/00GK201053041SQ20072006771
公开日2008年4月30日 申请日期2007年3月8日 优先权日2007年3月8日
发明者昊 俞, 峻 刘, 瑜 张, 朱美芳, 龙 陈, 陈彦模 申请人:东华大学