气泡静电纺丝装置制造方法
【专利摘要】一种气泡静电纺丝装置，其包括储液池、置于储液池中的喷气管、延伸入喷气管的导气管、连接导气管的气流泵、金属电极、与金属电极连接的高压静电发生器、接收板及与接收板连接的接地线，所述接收板为两个平行放置且带负电荷的导电板，纤维排列在两个导电板之间。本发明通过用两个带负电荷的平行导电板作为接收装置，受电场力作用，纤维集中排列在两个导电板之间，电场的拉伸力大大提高了纳米纤维的有序度。本发明结构简单、操作方便、控制简单、工艺流程短。
【专利说明】气泡静电纺丝装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及静电纺丝装置，尤其涉及一种气泡静电纺丝装置。
【背景技术】
[0002]纳米纤维具有高比表面积、高表面反应活性、高孔隙率、优良的热导与电导性能等诸多优点，纳米纤维在生物医用、催化过滤、传感器、复合材料等方面取得了广泛应用。相比于其他微米、纳米纤维的制备方法，静电纺丝是最直接、最有效的制备工艺，然而纤维细度较粗、副产品较多、产量较低等缺陷遏制了静电纺丝规模化、工业化的进程。为克服传统静电纺丝的发展瓶颈，气泡静电纺丝工艺应运而生。基于自然界蜘蛛纺丝的原理，气泡静电纺丝将气泡巧妙地引入纺丝过程，实现了优质高效地制备纳米纤维，然而这样制备出的纳米纤维仍然是无序的纳米纤维毡，这就限制了其在如组织工程、光电子传感器、复合功能性材料等重要领域的应用。因此，如何优质高效地制备有序纳米纤维成了关键点。
[0003]因此，针对上述技术问题，有必要提供一种具有改良结构的静电纺丝装置，以解决现有技术中存在的问题。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种制备空间有序纳米纤维的气泡静电纺丝装置，用以解决气泡静电纺丝法收集纤维无序的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0006]一种气泡静电纺丝装置，其包括储液池、置于储液池中的喷气管、延伸入喷气管的导气管、连接导气管的气流泵、金属电极、与金属电极连接的高压静电发生器、接收板及与接收板连接的接地线，所述接收板为两个平行放置且带负电荷的导电板，纤维排列在两个导电板之间。
[0007]优选的，在上述气泡静电纺丝装置中，所述气泡静电纺丝装置设有用以调节两个导电板之间距离的位置调节装置。
[0008]优选的，在上述气泡静电纺丝装置中，所述气泡静电纺丝装置还包括一温度控制装置，所述温度控制装置设于所述导气管上。
[0009]优选的，在上述气泡静电纺丝装置中，所述温度控制装置为电加热器。
[0010]优选的，在上述气泡静电纺丝装置中，所述电加热器包括一电阻丝，所述电阻丝绕设于所述导气管上。
[0011]优选的，在上述气泡静电纺丝装置中，所述温度控制装置为一恒温箱。
[0012]优选的，在上述气泡静电纺丝装置中，所述导气管弯折延伸于所述恒温箱内。
[0013]优选的，在上述气泡静电纺丝装置中，所述温度控制装置为一溶液池。
[0014]优选的，在上述气泡静电纺丝装置中，所述导气管弯折延伸于所述溶液池内。
[0015]从上述技术方案可以看出，本发明实施例的气泡静电纺丝装置通过用两个带负电荷的平行导电板作为接收装置，受电场力作用，纤维集中排列在两个导电板之间，电场的拉伸力大大提高了纳米纤维的有序度。本发明结构简单、操作方便、控制简单、工艺流程短。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的有关本发明的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1是本发明气泡静电纺丝装置的示意图。
【具体实施方式】
[0018]本发明公开了一种制备空间有序纳米纤维的气泡静电纺丝装置，用以解决气泡静电纺丝法收集纤维无序的技术问题。
[0019]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0020]如图1所示，本发明公开的气泡静电纺丝装置，其包括储液池1、置于储液池I中的喷气管2、延伸入喷气管2的导气管3、连接导气管3的气流泵4、金属电极5、与金属电极5连接的高压静电发生器6、接收板7及与接收板7连接的接地线8，其特征在于:所述接收板7为两个平行放置且带负电荷的导电板，纤维排列在两个导电板之间，是空中排列。
[0021]为了根据不同的纺丝要求，本发明的气泡静电纺丝装置设有用以调节两个导电板之间距离的位置调节装置。
[0022]所述气泡静电纺丝装置还包括一温度控制装置，所述温度控制装置设于所述导气管上。通过温度控制装置以控制气泡内气体的温度，可以降低温度因素对气泡静电纺丝过程的影响，提高生产的可控性和生产效率，有利于实现纳米纤维的大规模工业化生产；在贮液池的底部设有喷气管，可以引导气体的流向。
[0023]所述温度控制装置为电加热器。
[0024]本发明第一实施例中，所述电加热器包括一电阻丝，所述电阻丝绕设于所述导气管3上。通过电阻丝的作用，以加热导气管3的气体，进而实现对气泡中气体温度的控制。
[0025]本发明第二实施例中，所述温度控制装置为一恒温箱。所述导气管3弯折延伸于所述恒温箱内以增大加热面积，使得导气管3内气体的温度最大化接近恒温箱内的温度。通过恒温箱的控温作用，以控制导气管3内气体温度，进而实现对气泡中气体温度的控制。
[0026]本发明第三实施例中，所述温度控制装置为一溶液池。所述导气管弯折延伸于所述溶液池内。溶液池内设有加热器，加热器用以对溶液池中的液体进行加热，进而控制溶液池内液体的温度。溶液池内的液体可以为水，也可以为其他溶液。导气管3弯折延伸于溶液池内，以增大加热面积，使得导气管3内气体的温度最大化接近溶液池内的温度。通过溶液池的控温作用，以控制导气管3内气体温度，进而实现对气泡中气体温度的控制。
[0027]本发明的气泡静电纺丝装置的工作原理是:聚合物在储液池I内，气流在气流泵4中，通过导气管3进入喷气管2，高压静电发生器6连接在金属电极5上，平行导电接收板7分别通过接地电源线8接地，打开气流泵的开关，调节气流的大小，让气流通过导气管、喷气管使聚合物溶液形成吹泡泡，当形成的泡泡均匀时，打开高压静电发生器6的开关，在金属电极5和平行导电接收板7之间形成了一个电场，气泡破裂，连续破裂的气泡在高压的作用下形成连续射流，最后在两块带负电荷的平行的导电板的作用下集中收集在两块导电板之间。
[0028]本发明实施例的气泡静电纺丝装置中，接收板是由两块平行放置的带负电荷的导电板组成，聚合物溶液带有正电荷，根据同种电荷相斥，异种电荷相吸的原理，破裂的气泡受到接收板间形成的电场力作用，而集中收集两个平行导电板之间。这样大大提高收集纤维的集中性和有序度。
[0029]本发明实施例的气泡静电纺丝装置通过用两个带负电荷的平行导电板作为接收装置，受电场力作用，纤维集中排列在两个导电板之间，电场的拉伸力大大提高了纳米纤维的有序度。本发明结构简单、操作方便、控制简单、工艺流程短。
[0030]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0031]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【权利要求】
1.一种气泡静电纺丝装置，其包括储液池、置于储液池中的喷气管、延伸入喷气管的导气管、连接导气管的气流泵、金属电极、与金属电极连接的高压静电发生器、接收板及与接收板连接的接地线，其特征在于:所述接收板为两个平行放置且带负电荷的导电板，纤维排列在两个导电板之间。
2.根据权利要求1所述的气泡静电纺丝装置，其特征在于:所述气泡静电纺丝装置设有用以调节两个导电板之间距离的位置调节装置。
3.根据权利要求1所述的气泡静电纺丝装置，其特征在于:所述气泡静电纺丝装置还包括一温度控制装置，所述温度控制装置设于所述导气管上。
4.根据权利要求3所述的气泡静电纺丝装置，其特征在于:所述温度控制装置为电加热器。
5.根据权利要求4所述的气泡静电纺丝装置，其特征在于:所述电加热器包括一电阻丝，所述电阻丝绕设于所述导气管上。
6.根据权利要求3所述的气泡静电纺丝装置，其特征在于:所述温度控制装置为一恒温箱。
7.根据权利要求6所述的气泡静电纺丝装置，其特征在于:所述导气管弯折延伸于所述恒温箱内。
8.根据权利要求3所述的气泡静电纺丝装置，其特征在于:所述温度控制装置为一溶液池。
9.根据权利要求8所述的气泡静电纺丝装置，其特征在于:所述导气管弯折延伸于所述溶液池内。
【文档编号】D01D5/00GK103614789SQ201310688599
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】徐岚, 刘洪莹, 司娜, 唐晓鹏, 何吉欢 申请人:苏州大学