一种探入式小型静电纺丝仪的制作方法

本实用新型涉及静电纺丝技术领域，具体涉及一种探入式小型静电纺丝仪。

背景技术：

静电纺丝法是制备一维微纳米纤维最简单高效的方法之一，与传统纳米材料制备技术相比，具有加工装置简单、原料来源广泛、纺丝成本低廉、可规模化制备等优势，近年来受到国内外的广泛研究报道。采用静电纺丝技术加工制备的微纳米纤维具有高比表面积、较大的长度/直径比以及独特的物理化学性质等优良特性，在生物组织工程、创伤敷料、过滤防护、药物缓释、柔性器件等领域展现出极大的应用潜力。静电纺丝法原理非常简单，简述为：在高压电场作用下，纺丝喷头处的聚合物溶液或熔体受到静电场力的作用而喷射出去，形成射流，射流在下落过程中发生劈裂和拉伸，同时溶剂挥发，形成微纳米纤维固化成型并沉积在收集极上。传统静电纺丝装置主要是由高压电源、带有喷丝头的纺丝液容器和纤维收集板三部分组成。目前应用于微纳米纤维加工制备的静电纺丝装置研究呈现出两种趋势：一是纤维的精确沉积定位；二是工业化大规模生产。然而，在实际应用过程中，普通静电纺丝设备存在体积大质量大不易携带、纤维沉积不定向等局限，严重制约了静电纺丝技术的推广应用。为了解决以上问题，相关研究工作者对静电纺丝装置进行了诸多改进设计了多种便携式的静电纺丝设备，但是此类设备的纺丝喷头多采用常规的喷头如注射器针头等，因喷头结构限制，无法探入具有一定深度的结构内部，实现在具有深度的结构内部直接喷涂纳米纤维膜，限制了装置的使用范围。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术不足，提供一种探入式小型静电纺丝仪。该装置静电纺丝装置不仅体积小，不受外接电源限制，方便携带，还具有特殊结构的喷头组件，能够直接探入凹陷结构内部，实现在具有深度的结构内部直接喷涂纳米纤维膜，具有很好的应用前景。

本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种探入式小型静电纺丝仪，包括注射器筒、推杆，所述推杆的活塞端安装于注射器筒，位于注射器筒外的推杆顶端制有压电开关，压电开关的顶面上固定制有金属片，注射器筒外侧壁上固定安装有电池盒和高压直流逆变器，电池盒内装有的电池作为高压直流逆变器的供电电源，所述的压电开关通过导线连接电池盒控制电源开关，高压直流逆变器的负极与金属片电连接，注射器筒底部的针座与喷头组件连接，所述的喷头组件包括绝缘保护管和金属毛细管，所述的绝缘保护管上端口插接针座，绝缘保护套内部安装有绝缘橡胶塞，所述的绝缘橡胶塞靠近针座下端口，金属毛细管自绝缘橡胶塞中心通孔穿入绝缘保护管内，所述金属毛细管的中轴线与绝缘保护管中轴线重合，金属毛细管的上端的进液口露出绝缘橡胶塞，所述金属毛细管通过导线电连接高压直流逆变器正极，导线的通过绝缘橡胶塞下方的绝缘保护管侧壁上的通孔穿出绝缘保护管，所述金属毛细管下端的喷丝口位于绝缘保护管内部，喷丝口靠近绝缘保护管下端口设置。

本实用新型的装置使用时，先用手握住装置，将装置喷头组件探入凹陷结构中，置于距离目标收集极5-10厘米处，可任意方向指向收集极，将纺丝溶液注入注射器筒的内腔中，用拇指按住顶部的压电开关，拇指的压力推动针管内纺丝溶液缓缓流出，同时接通压电开关，高压直流逆变器产生的高电压传递到金属毛细管上，使金属毛细管尖处带上3-5千伏的高压，并从喷丝口处喷出纳米纤维沉积于收集极上；待纺丝完毕后，将手松开，压力消失，压接开关断开，纺丝溶液停止流出，纺丝结束。其喷头组件的独特设计使得传统的静电纺丝技术可以应用于具有深度的结构内部的纳米纤维膜喷涂，绝缘保护套避免了带电的金属毛细管与外部结构的直接接触，使用更加安全。该装置利用廉价的小型直流高压逆变器来替代传统价格昂贵的直流高压电源，制作成本降低，且利用电池供电使装置摆脱了市电电源的限制，便于随身携带，使用更加方便。

进一步的，所述的绝缘保护管包括自上而下设置的硬质绝缘桶、柔性橡胶绝缘桶、硬质绝缘管，硬质绝缘桶、柔性橡胶绝缘桶、硬质绝缘管的中轴线相互重合，所述的硬质绝缘桶的底部中心设置有圆形的第一通孔，柔性橡胶绝缘桶的上端口边缘粘合在硬质绝缘桶底部与第一通孔连通，柔性橡胶绝缘桶的底部中心设置有圆形的第二通孔，硬质绝缘管的上端口边缘粘合在柔性橡胶绝缘桶底部与第二通孔连通。

绝缘保护管中段采用柔性橡胶结构，其与外部接触更加柔和，在绝缘保护的同时能够避免碰伤外界物品结构。

进一步的，所述的硬质绝缘桶、柔性橡胶绝缘桶、硬质绝缘管的内径依次减小，第一通孔的内径与柔性橡胶绝缘桶内径相同，第二通孔的内径与硬质绝缘管内径相同。

进一步的，所述硬质绝缘桶的桶高为1～4cm，硬质绝缘桶的内径为5-15mm，柔性橡胶绝缘桶的桶高为10-20cm，柔性橡胶绝缘桶的内径为3-5mm，硬质绝缘管的管长为5-10mm，硬质绝缘管的内径为2-4mm，金属毛细管下端的喷丝口内径为0.2-0.8mm。

进一步的，所述的硬质绝缘桶和硬质绝缘管为聚丙烯材质，所述的柔性橡胶绝缘桶为硅橡胶材质。

进一步的，所述的柔性橡胶绝缘桶内设置有将金属毛细管限制于柔性橡胶绝缘桶中轴线处的限位结构。

进一步的，所述限位结构包括内环和外环，所述内环和外环为同心圆，内环的套于金属毛细管上，金属毛细管的侧壁与内环相贴合，所述外环的外径与柔性橡胶绝缘桶的内径相同，外环固定粘合在柔性橡胶绝缘桶内侧壁上，所述内环和外环通过设置于内环和外环之间的支撑杆相连。

进一步的，所述的限位结构为聚丙烯材质。

本实用新型的有益效果：提供了一种探入式小型静电纺丝仪。该装置静电纺丝装置不仅体积小，不受外接电源限制，方便携带，还具有特殊结构的喷头组件，能够直接探入凹陷结构内部，实现在具有深度的结构内部直接喷涂纳米纤维膜，具有很好的应用前景。具体地说：本实用新型的装置使用时，先用手握住装置，将装置喷头组件探入凹陷结构中，置于距离目标收集极5-10厘米处，可任意方向指向收集极，将纺丝溶液注入注射器筒的内腔中，用拇指按住顶部的压电开关，拇指的压力推动针管内纺丝溶液缓缓流出，同时接通压电开关，高压直流逆变器产生的高电压传递到金属毛细管上，使金属毛细管尖处带上3-5千伏的高压，并从喷丝口处喷出纳米纤维沉积于收集极上；待纺丝完毕后，将手松开，压力消失，压接开关断开，纺丝溶液停止流出，纺丝结束。其喷头组件的独特设计使得传统的静电纺丝技术可以应用于具有深度的结构内部的纳米纤维膜喷涂，绝缘保护套避免了带电的金属毛细管与外部结构的直接接触，使用更加安全。该装置利用廉价的小型直流高压逆变器来替代传统价格昂贵的直流高压电源，制作成本降低，且利用电池供电使装置摆脱了市电电源的限制，便于随身携带，使用更加方便。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型喷头组件的结构示意图；

图3为本实用新型的限位结构的结构示意图；

图中标号：1-硬质绝缘桶，2-柔性橡胶绝缘桶，3-硬质绝缘管，4-绝缘橡胶塞，5-金属毛细管，6-进液口，7-导线，8-限位结构，81-外环，82-内环，83-支撑杆，9-第一通孔，10-第二通孔，11-喷丝口，12-针座，13-注射器筒，14-推杆顶端，15-压电开关，16-金属片，17-电池盒，18-高压直流逆变器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1至3所示，一种探入式小型静电纺丝仪，其特征在于，包括注射器筒13、推杆，所述推杆的活塞端安装于注射器筒13，位于注射器筒13外的推杆顶端14制有压电开关15，压电开关15的顶面上固定制有金属片16，注射器筒外侧壁上固定安装有电池盒17和高压直流逆变器18，电池盒17内装有的电池作为高压直流逆变器18的供电电源，所述的压电开关15通过导线7连接电池盒17控制电源开关，高压直流逆变器18的负极与金属片16电连接，注射器筒13底部的针座12与喷头组件连接，所述的喷头组件包括绝缘保护管和金属毛细管5，所述的绝缘保护管上端口插接针座12，绝缘保护套12内部安装有绝缘橡胶塞4，所述的绝缘橡胶塞4靠近针座12下端口，金属毛细管5自绝缘橡胶塞4中心通孔穿入绝缘保护管内，所述金属毛细管5的中轴线与绝缘保护管中轴线重合，金属毛细管5的上端的进液口6露出绝缘橡胶塞4，所述金属毛细管5通过导线7电连接高压直流逆变器18正极，导线7的通过绝缘橡胶塞4下方的绝缘保护管侧壁上的通孔穿出绝缘保护管，所述金属毛细管5下端的喷丝口11位于绝缘保护管内部，喷丝口11靠近绝缘保护管下端口设置。

具体而言，所述的绝缘保护管包括自上而下设置的硬质绝缘桶1、柔性橡胶绝缘桶2、硬质绝缘管3，硬质绝缘桶1、柔性橡胶绝缘桶2、硬质绝缘管3的中轴线相互重合，所述的硬质绝缘桶1的底部中心设置有圆形的第一通孔9，柔性橡胶绝缘桶2的上端口边缘粘合在硬质绝缘桶1底部与第一通孔9连通，柔性橡胶绝缘桶2的底部中心设置有圆形的第二通孔10，硬质绝缘管3的上端口边缘粘合在柔性橡胶绝缘桶2底部与第二通孔10连通。所述的硬质绝缘桶1、柔性橡胶绝缘桶2、硬质绝缘管3的内径依次减小，第一通孔9的内径与柔性橡胶绝缘桶2内径相同，第二通孔10的内径与硬质绝缘管3内径相同。所述硬质绝缘桶1的桶高为1～4cm，硬质绝缘桶1的内径为5-15mm，柔性橡胶绝缘桶2的桶高为10-20cm，柔性橡胶绝缘桶2的内径为3-5mm，硬质绝缘管3的管长为5-10mm，硬质绝缘管3的内径为2-4mm，金属毛细管5下端的喷丝口11内径为0.2-0.8mm。所述的硬质绝缘桶1和硬质绝缘管3为聚丙烯材质，所述的柔性橡胶绝缘桶2为硅橡胶材质。所述的柔性橡胶绝缘桶2内设置有将金属毛细管5限制于柔性橡胶绝缘桶2中轴线处的限位结构8。所述限位结构8包括内环82和外环81，所述内环82和外环81为同心圆，内环82的套于金属毛细管5上，金属毛细管5的侧壁与内环82相贴合，所述外环81的外径与柔性橡胶绝缘桶2的内径相同，外环81固定粘合在柔性橡胶绝缘桶2内侧壁上，所述内环82和外环81通过设置于内环62和外环61之间的支撑杆83相连。所述的限位结构8为聚丙烯材质。

本实用新型未详尽描述的技术内容均为公知技术。