本發(fā)明涉及紡絲技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種靜電紡絲裝置。

背景技術(shù)：

近年來，組織工程領(lǐng)域的技術(shù)得到了人們的高度關(guān)注和深入研究，組織工程的原理是誘導(dǎo)和促進細(xì)胞在體內(nèi)或體外進行生長、遷移以及增值等一系列生理活動，最終形成具有三維結(jié)構(gòu)的器官或組織。其中一種應(yīng)用為納米纖維組織工程支架。

目前，制備納米纖維組織工程支架通常采用靜電紡絲法，一種典型的制作方法中采用氣吹聚合物溶液進行大規(guī)模制備納米纖維，但是，氣流紡絲的纖維直徑較大，且傳統(tǒng)氣紡多采用封閉式的接收器或圓筒接收器，在高速氣流作用下，容易產(chǎn)生反沖氣流，影響纖維的定向沉積。

因此，如何形成直徑極小的纖維、且防止紡絲過程中產(chǎn)生反沖氣流，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種靜電紡絲裝置，能夠形成直徑極小的纖維、且防止紡絲過程中產(chǎn)生反沖氣流。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種靜電紡絲裝置，包括：

交流高壓發(fā)生器；

供液裝置，包括微量注射泵；

供氣裝置；

噴頭，所述噴頭包括連接所述供液裝置的供液通道和連接所述供氣裝置的環(huán)狀的供氣通道，所述供氣通道套設(shè)于所述供液通道的外側(cè)，所述供液通道的出口段端部為錐形尖端，所述噴頭連接所述交流高壓發(fā)生器；

接收器，包括至少兩個桿狀的支撐臂、轉(zhuǎn)軸和用于驅(qū)動所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的傳動裝置，所述支撐臂的一端固定連接所述轉(zhuǎn)軸而另一端懸空，相鄰所述支撐臂間隔設(shè)置，所有所述支撐臂在所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時形成碗狀回轉(zhuǎn)面，所述碗狀回轉(zhuǎn)面與所述噴頭的出液口和出氣口相對設(shè)置。

優(yōu)選地，所述供液通道的徑向截面為圓形，所述供氣通道的徑向截面為圓環(huán)形，且所述供氣通道與所述供液通道同軸設(shè)置，且中心軸為直線。

優(yōu)選地，所述供氣通道的軸向上的一端封口且另一端為所述出氣口，所述供氣通道在軸向上的中部徑向向外凸出于兩側(cè)，且所述供氣裝置連接于凸出處。

優(yōu)選地，所述供液通道沿軸向依次包括用于放置連接管的進口段、儲液段和所述出口段，所述進口段的孔徑小于所述儲液段的孔徑。

優(yōu)選地，所述供氣裝置包括通過輸氣管與所述供氣通道相連的氣壓供應(yīng)裝置、設(shè)于所述輸氣管上的精密氣壓調(diào)節(jié)閥，所述進口段中設(shè)有加熱裝置。

優(yōu)選地，所述供液通道和所述供氣通道上均設(shè)有測溫裝置，所述測溫裝置、所述供液裝置、所述供氣裝置和所述加熱裝置分別與數(shù)控裝置相連。

優(yōu)選地，所有所述支撐臂等間距設(shè)置。

優(yōu)選地，所述支撐臂為彎曲的金屬片或彎曲的金屬桿或彎曲的塑料桿。

優(yōu)選地，所述接收器的一側(cè)設(shè)有用于引導(dǎo)氣體流向的導(dǎo)氣裝置，所述導(dǎo)氣裝置與所述支撐臂分設(shè)于所述轉(zhuǎn)軸的軸向上的兩側(cè)。

本發(fā)明提供的靜電紡絲裝置中，接收器與噴頭之間在交流高壓發(fā)生器的作用下形成高壓電場，為靜電紡絲提供電場，供氣通道的出氣口可產(chǎn)生將出液口內(nèi)的溶液吹氣拉伸并在噴頭與接收器之間形成對射流進行輔助拉伸的氣流，從而可以形成直徑極小的纖維，且纖維絲徑分布均勻、結(jié)構(gòu)蓬松、力學(xué)性能優(yōu)越；同時，相鄰支撐壁之間設(shè)有間隙，可以有效地使高速氣流通過，避免產(chǎn)生反沖氣流；另外，該靜電紡絲裝置的可制備材料范圍廣泛、工藝穩(wěn)定，通用性好，可廣泛用于組織工程領(lǐng)域。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明所提供靜電紡絲裝置的具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所提供靜電紡絲裝置的具體實施例中噴頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1和圖2中，1為交流高壓發(fā)生器，2為供液裝置，3為供氣裝置，4為噴頭，41為出氣口，42為出液口，43為供氣通道，44為供液通道，45為精密氣壓調(diào)節(jié)閥，5為接收器，51為轉(zhuǎn)軸，52為傳動裝置，53為支撐臂。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明的核心是提供一種靜電紡絲裝置，能夠形成直徑極小的纖維、且防止紡絲過程中產(chǎn)生反沖氣流。

請參考圖1和圖2，圖1為本發(fā)明所提供靜電紡絲裝置的具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明所提供靜電紡絲裝置的具體實施例中噴頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明所提供靜電紡絲裝置的一種具體實施例中，包括交流高壓發(fā)生器1、供液裝置2、供氣裝置3、噴頭4、接收器5。交流高壓發(fā)生器1中的控制系統(tǒng)控制交流高壓發(fā)生器1的電壓輸出。供液裝置2包括微量注射泵，供液裝置2可以將紡絲溶液或熔體送入噴頭4的供液通道44并從供液通道44的出液口42流出。供氣裝置3向噴頭4的供氣通道43提供氣體。

噴頭4包括供液通道44和供氣通道43，供液通道44連接供液裝置2，供氣通道43連接供氣裝置3，供氣通道43呈環(huán)狀，供氣通道43套設(shè)于供液通道44的外側(cè)，噴頭4連接交流高壓發(fā)生器1。在供液通道44中，液體在壓力和靜電力的共同作用下形成泰勒錐，當(dāng)靜電場增強到一定強度時，液體中的帶電部分克服表面張力噴出形成射流。供液通道44的出口段端部為錐形尖端，供氣通道43中的氣體向出氣口41匯集成包裹住出液口42的氣流，從而在高速氣流的剪力以及電場的作用下實現(xiàn)射流的拉伸，獲得納米材料。

接收器5包括至少兩個桿狀的支撐臂53、轉(zhuǎn)軸51和用于驅(qū)動轉(zhuǎn)軸51轉(zhuǎn)動的傳動裝置52，支撐臂53的一端固定連接轉(zhuǎn)軸51而另一端懸空，相鄰支撐臂53間隔設(shè)置，所有支撐臂53在轉(zhuǎn)軸51轉(zhuǎn)動時形成碗狀回轉(zhuǎn)面，碗狀回轉(zhuǎn)面與噴頭4的出液口42和出氣口41相對設(shè)置。在高速氣流的推力作用下，纖維往接收器5方向堆積，同時，氣流從接收器5的支撐臂53間隙導(dǎo)出，并輔助納米纖維沉積成三維結(jié)構(gòu)。具體地，接收器5的外殼可以導(dǎo)電，接收器5與交流高壓發(fā)生器1均接地，以便在接收器5與噴頭4之間形成高壓。

此種靜電紡絲裝置中，接收器5與噴頭4之間在交流高壓發(fā)生器1的作用下形成高壓電場，為靜電紡絲提供電場，供氣通道43的出氣口41可產(chǎn)生將出液口42內(nèi)的溶液吹氣拉伸并在噴頭4與接收器5之間形成對射流進行輔助拉伸的氣流，從而可以形成直徑極小的纖維，且纖維絲徑分布均勻、結(jié)構(gòu)蓬松、力學(xué)性能優(yōu)越；同時，相鄰支撐臂53之間設(shè)有間隙，可以有效地使高速氣流通過，避免產(chǎn)生反沖氣流；另外，該靜電紡絲裝置的可制備材料范圍廣泛、工藝穩(wěn)定，通用性好，可廣泛用于組織工程領(lǐng)域。

上述實施例中，供液通道44的徑向截面可以為圓形，供氣通道43的徑向截面可以為圓環(huán)形，且供氣通道43與供液通道44同軸設(shè)置且中心軸為直線，以提高纖維的均勻性，且便于噴頭4的加工制作。

上述實施例中，供氣通道43的軸向上的一端封口且另一端為出氣口41，供氣通道43在軸向上的中部徑向向外凸出于兩側(cè)，且供氣裝置3連接于凸出處，即供氣通道43的軸向截面為兩個相對的t字形。供氣裝置3向供氣通道43中提供氣體時，氣體從凸出處進入供氣通道43，在供氣通道43中由凸出處朝向軸向的兩側(cè)流動，其中一側(cè)為出氣口41，氣體直接流出，另一側(cè)為封口，氣體流到該封口后被阻擋，在持續(xù)有氣體流入供氣通道43時，凸出處與封口之間充滿氣體，可以作為儲存氣體的氣室，以保證出氣口41氣體流出的平穩(wěn)性。

上述各個實施例中，供液通道44沿軸向依次包括用于放置連接管的進口段、儲液段和出口段，進口段的孔徑小于儲液段的孔徑。其中，進口段的孔徑通常與連接供液通道44的管道外徑相一致，而連接供液通道44的管道外徑通常較小，儲液段的孔徑設(shè)置為大于進口段的孔徑，可以在出液口42與進口段之間存儲一定量的液體，保證儲液的均勻性與連續(xù)性。

上述各個實施例中，供氣裝置3具體可以包括通過輸氣管與供氣通道43相連的氣壓供應(yīng)裝置、設(shè)于輸氣管上的精密氣壓調(diào)節(jié)閥45、進口段中可以設(shè)有加熱裝置，精密氣壓調(diào)節(jié)閥45能夠精確調(diào)節(jié)氣體通量，加熱裝置可以對噴頭4的溫度進行調(diào)節(jié)，以保證紡絲質(zhì)量與效率。

上述各個實施例中，供液通道44和供氣通道43上可以均設(shè)有測溫裝置，測溫裝置、供液裝置2、供氣裝置3和加熱裝置分別與數(shù)控裝置相連，從而可以實時掌握供液裝置2與供氣裝置3中的溫度情況，方便對噴頭4所處環(huán)境的溫度進行調(diào)節(jié)，保證紡絲效率，操作方便。具體地，數(shù)控裝置上可以設(shè)置顯示裝置以實時顯示測溫裝置測得的溫度。測溫裝置具體可以為溫度傳感器。

上述各個實施例中，所有支撐臂53可以等間距設(shè)置，以進一步提高纖維的均勻性。當(dāng)然，相鄰支撐臂53之間的間距也可以根據(jù)實際需要進行其他設(shè)置。

上述各個實施例中，支撐臂53可以為彎曲的金屬片或彎曲的金屬桿或彎曲的塑料桿，具體地，支撐臂53可以呈弧形彎曲，以保證支撐臂53上各處的纖維厚度較為均勻，且便于加工，有利于降低成本。

上述各個實施例中，接收器5的一側(cè)可以設(shè)有用于引導(dǎo)氣體流向的導(dǎo)氣裝置，導(dǎo)氣裝置與支撐臂53分設(shè)于轉(zhuǎn)軸51的軸向上的兩側(cè)。具體地，噴頭4、接收器5、導(dǎo)氣裝置可以由上至下依次設(shè)置，導(dǎo)氣裝置可以將氣體從支撐臂53向下抽走，引導(dǎo)氣體流向。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

以上對本發(fā)明所提供的靜電紡絲裝置進行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。