一种无针头式静电纺丝装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种无针头式静电纺丝装置，包括，底板，为一平板，所述底板上平行等距地设有两列支撑件，所述两列支撑件彼此一一对应，且每两个相对应的支撑件顶端均通过同一根金属丝，所述金属丝直径小于等于0.5cm；给液机构，位于两列相对应的支撑件之间，所述给液机构包括呈中空管体结构的给液管及与所述给液管相连的动力单元，在所述给液管方向相对的两个侧壁上各等距开设有若干通孔，所述两侧壁上通孔一一相对，所述侧壁外通孔处还设有给液头，所述金属丝从其中一个侧壁上的给液头穿入，从另一侧壁上对应给液头穿出；其中，位于两个相对通孔处的给液头与穿过所述给液头的金属丝在同一直线上，所述动力单元驱动所述给液管使所述给液头沿所述金属丝运动。
【专利说明】一种无针头式静电纺丝装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种静电纺丝装置，特别涉及一种适用于纳米纤维量产的无针头式静电纺丝装置。
【背景技术】
[0002]静电纺丝技术是一种利用高压静电使聚合物溶液或熔体液滴带电并产生射流，从而形成纳米纤维的方式。
[0003]与传统超细纤维相比，纳米纤维种类繁多，且具有更高的比表面积，因此在很多高科技领域都展现出良好的应用前景，如:生物医药、组织工程、光电材料、生物传感等领域，因此，未来对纳米纤维的需求会不断增加，对静电纺丝装置的要求也将越来越高。
[0004]传统的静电纺丝装置通过挤压毛细管(针头)的方式使聚合物溶液或熔体在针尖处形成液滴，再通过电场作用将聚合物原料制成纳米纤维。然而，利用该方式制备纳米纤维效率很低，不适宜量产作业。
[0005]基于以上所述，面对未来对于纳米纤维需求量的提升，一种适用于纳米纤维量产的设备开发将很有必要性。
实用新型内容
[0006]根据上述问题，本实用新型旨在设计制作一种适用于纳米纤维量产的设备。
[0007]本实用新型提供一种无针头式静电纺丝装置，包括，底板，为一平板，所述底板上平行等距地设有两列支撑件2，所述两列支撑件2彼此一一对应，且每两个相对应的支撑件2顶端均通过同一根金属丝1，所述金属丝I直径小于等于0.5cm ;给液机构，位于两列相对应的支撑件2之间，所述给液机构包括呈中空管体结构的给液管3及与所述给液管3相连的动力单元7，在所述给液管3方向相对的两个侧壁上各等距开设有若干通孔，所述两侧壁上通孔一一相对，所述侧壁外通孔处还设有给液头4，所述金属丝I从其中一个侧壁上的给液头4穿入，从另一侧壁上对应给液头4穿出；其中，位于两个相对通孔处的给液头4与穿过所述给液头4的金属丝I在同一直线上，所述动力单元7驱动所述给液管3使所述给液头4沿所述金属丝I运动。
[0008]由于聚合物溶液在金属丝表面受张力和黏性作用会自发形成聚合物溶液液滴，通过对金属丝添加高压静电，使带电液滴在电场作用下形成泰勒锥，从而可进一步地形成纳米纤维。这一过程中，由于聚合物溶液液滴是自发形成的，因此金属丝上能形成的泰勒锥数量多且大小均匀，有利于大量、均匀的纳米纤维的形成。
[0009]优选地，所述的无针头式静电纺丝装置，其中，所述金属丝I固定于所述支撑杆顶端。
[0010]优选地，所述的无针头式静电纺丝装置，其中，所述同一金属丝I两端分别缠绕在两个滚轴10上，位于所述两个滚轴10之间的金属丝I通过两个对应的支撑杆顶端。
[0011]所述金属丝I除了直接简单固定在支撑杆顶端外，还可以通过先两端缠绕在滚轴10上，再将两滚轴10间的部分撑接在两支撑杆上的方式固定，采用这种方式是因为金属丝I使用一段时间后需进行更换，否则会影响纳米纤维的产量，这种固定方式的优点是:当支撑杆间的金属丝I用一段时间后，可通过转动滚轴10更换一段新的金属丝1，从而减少了拆卸所消耗的人力和时间。
[0012]优选地，所述的无针头式静电纺丝装置，其中，所述支撑件2为绝缘杆或绝缘板。
[0013]优选地，所述的无针头式静电纺丝装置，其中，所述给液管3通过栗8与所述储液罐9相连。所述给液管3用于存放及输送聚合物溶液，所述给液管3可单独使用，也可以通过栗8与储液罐9连用。
[0014]优选地，所述的无针头式静电纺丝装置，其中，所述给液管3所用材料为绝缘材料。
[0015]优选地，所述的无针头式静电纺丝装置，其中，所述给液头4为长度大于0.1cm,出口内径小于0.5cm的中空管体结构。优选地，所述给液头4为中空的圆柱型管体或圆锥型管体。
[0016]优选地，所述的无针头式静电纺丝装置，其中，所述给液头4出液端设有一挡板5，所述挡板5位于所述出液端上方。所述挡板5随给液头4运动而运动，所述挡板5的设置用于防止给液头4沿金属丝I移动时，在出液端形成较大液滴，生成较粗纤维。
[0017]优选地，所述的无针头式静电纺丝装置，其中，位于所述两个相对应支撑件2之间的金属丝I上还设有清理挡板6，所述给液头4出液端沿金属丝I滑动，并从所述清理挡板6上的通孔穿过，所述清理挡板6将所述给液头上残留物刮除。清理挡板6采用绝缘、可变形材料。
[0018]优选地，所述的无针头式静电纺丝装置，其中，所述动力单元7为步进电机或直流电机，所述动力单元7连接给液管3，由电机驱动给液管3在金属丝I上往返移动，从而在金属丝I表面涂抹聚合物溶液，动力单元7速率可调。
[0019]对所述无针头式静电纺丝装置中金属丝I施加高压静电，并于装置上方设接收电极或其他接收装置，通过运行本装置，即可高效、大量地生产纳米纤维，本实用新型采用的装置成本低，操作方便，适用于纳米纤维量产。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型提出的无针头式静电纺丝装置的结构示意图；
[0021]图2为本实用新型提出的无针头式静电纺丝装置中纳米纤维形成部分结构示意图；
[0022]图3为本实用新型提出的无针头式静电纺丝装置中给液机构结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0024]如图1、图2及图3所示，其为本实用新型一实施例，具体讲述一种无针头式静电纺丝装置，包括，底板，为一平板，所述底板上平行等距地设有两列支撑件2，每列包含四个支撑件2，所述两列支撑件2彼此一一对应，且每两个相对应的支撑件2顶端均通过同一根金属丝1，所述金属丝I直径为0.01cm，平行排列，共有4根金属丝1，所述金属丝I为不锈钢丝；给液机构，位于两列相对应的支撑件2之间，所述给液机构包括呈中空管体结构的给液管3及与所述给液管3相连的动力单元7，所述的给液管3由聚丙烯制成，内部可容30mL聚合物溶液，所述给液管3通过绝缘管与栗8和储液罐9相连；在所述给液管3方向相对的两个侧壁上各等距开设有若干通孔，所述两侧壁上通孔一一相对，所述侧壁外通孔处还设有给液头4，所述金属丝I从其中一个侧壁上的给液头4穿入，从另一侧壁上对应给液头4穿出；其中，位于两个相对通孔处的给液头4与穿过所述给液头4的金属丝I在同一直线上，所述动力单元7驱动所述给液管3使所述给液头4沿所述金属丝I运动。所述给液头4为聚丙烯制成的圆锥形中空管，长1.5cm,外侧出口内径0.03cm ;所述的给液头4上设有给液头挡板5，所述挡板5为聚乙烯制成的弧形挡板5，位于给液头4外侧出口正上方；所述的动力单元7为步进电机驱动的滑台，滑台滑动距离为50cm，滑动速度为0.5m / s，两端停顿时间为2秒。最后，以连续移动的无纺布为接收帘收集产生的纳米纤维。
[0025]采用如上装置制备纳米纤维:
[0026]实施例1
[0027]将尼龙6溶解于甲酸中，配置成15%的尼龙6溶液，将尼龙6溶液注入储液罐9中，启动栗8，将尼龙6溶液缓慢输送至给液管3内，对金属丝I施加50kV的高压静电，启动动力单元7，即可连续不断的产生纳米纤维。一段时间后，转动滚轴10，更换新的金属丝1，备用。
[0028]实施例2
[0029]将聚丙烯腈溶解于N，N- 二甲基甲酰胺中，配置成8 %的聚丙烯腈溶液，将聚丙烯腈溶液注入储液罐9中，启动栗8，将聚丙烯溶液缓慢输送到给液管3内，对金属丝I施加50kV的高压静电，启动动力单元7，即可连续不断的产生纳米纤维。一段时间后，转动滚轴10，更换新的金属丝I，备用。
[0030]实施例3
[0031]将聚偏氟乙烯溶解于二甲基乙酰胺中，配置成10%的聚偏氟乙烯溶液，将聚偏氟乙烯溶液注入储液罐9中，启动栗8，将聚偏氟乙烯溶液缓慢输送至给液管3内；对金属丝I施加55kV的高压静电，启动动力单元7，即可连续不断的产生纳米纤维。一段时间后，转动滚轴10，更换新的金属丝1，备用。
[0032]尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【权利要求】
1.一种无针头式静电纺丝装置，其特征在于，包括， 底板，为一平板，所述底板上平行等距地设有两列支撑件(2)，所述两列支撑件(2)彼此一一对应，且每两个相对应的支撑件(2)顶端均通过同一根金属丝(I)，所述金属丝(I)直径小于等于0.5cm ； 给液机构，位于两列相对应的支撑件(2)之间，所述给液机构包括呈中空管体结构的给液管(3)及与所述给液管(3)相连的动力单元(7)，在所述给液管(3)方向相对的两个侧壁上各等距开设有若干通孔，所述两侧壁上通孔一一相对，所述侧壁外通孔处还设有给液头(4)，所述金属丝(I)从其中一个侧壁上的给液头(4)穿入，从另一侧壁上对应给液头(4)穿出； 其中，位于两个相对通孔处的给液头(4)与穿过所述给液头(4)的金属丝(I)在同一直线上，所述动力单元(7)驱动所述给液管(3)使所述给液头(4)沿所述金属丝(I)运动。
2.根据权利要求1所述的无针头式静电纺丝装置，其特征在于，所述金属丝(I)固定于所述支撑杆顶端。
3.根据权利要求1所述的无针头式静电纺丝装置，其特征在于，所述同一金属丝(I)两端分别缠绕在两个滚轴(10)上，位于所述两个滚轴(10)之间的金属丝(I)撑接在两个对应的支撑杆顶端。
4.根据权利要求1所述的无针头式静电纺丝装置，其特征在于，所述支撑件(2)为绝缘杆或绝缘板。
5.根据权利要求1所述的无针头式静电纺丝装置，其特征在于，所述给液管(3)通过栗(8)与所述储液罐(9)相连。
6.根据权利要求1所述的无针头式静电纺丝装置，其特征在于，所述给液管(3)所用材料为绝缘材料。
7.根据权利要求1所述的无针头式静电纺丝装置，其特征在于，所述给液头(4)为长度大于0.1cm、出口内径小于0.5cm的中空管体结构。
8.根据权利要求7所述的无针头式静电纺丝装置，其特征在于，所述给液头(4)出液端设有一挡板(5)，所述挡板(5)位于所述出液端上方。
9.根据权利要求1所述的无针头式静电纺丝装置，其特征在于，位于所述两个相对应支撑件(2)之间的金属丝(I)上还设有清理挡板(6)，所述给液头(4)出液端沿金属丝(I)滑动，并从所述清理挡板(6)上的通孔穿过，所述清理挡板(6)将所述给液头上残留物刮除。
10.根据权利要求1所述的无针头式静电纺丝装置，其特征在于，所述动力单元(7)为步进电机或直流电机。
【文档编号】D01D5/00GK203602766SQ201320792852
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年12月4日 优先权日:2013年12月4日
【发明者】邓剑军 申请人:苏州东奇生物科技有限公司