一種射流可控的氣泡靜電紡絲裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及靜電紡絲裝置，尤其涉及一種射流可控的氣泡靜電紡絲裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]靜電紡絲技術(shù)是目前世界上使用最普遍的生產(chǎn)納米纖維的方法。靜電紡絲技術(shù)具有操作簡便、適用范圍廣、生產(chǎn)效率相對較高的優(yōu)點，紡制出的納米纖維具有纖維細(xì)，比表面積大，孔隙率高等特點，因此靜電紡絲技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用。
[0003]氣泡靜電紡是一種新型靜電紡絲方法，該方法不用傳統(tǒng)噴絲頭紡絲，而是在聚合物溶液(熔體)中通入氣體，吹出大量氣泡，氣泡在自由液面相當(dāng)于無數(shù)個泰勒錐，這相當(dāng)于多針頭的靜電紡絲，從而可以提高了紡絲速率，氣泡靜電紡在一定程度上可以實現(xiàn)納米纖維的批量生產(chǎn)。但是，氣泡靜電紡存在射流角度大，射流不穩(wěn)的問題，導(dǎo)致紡絲條件不容易控制，原料浪費，紡絲環(huán)境受污等問題，限制了其在工業(yè)化生產(chǎn)中的應(yīng)用。
[0004]因此，針對上述技術(shù)問題，有必要提供一種射流可控的氣泡靜電紡絲裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種射流可控的氣泡靜電紡絲裝置，通過在氣泡上方加帶電的導(dǎo)電環(huán)來使射流收斂，同時加輔助氣流來進一步控制射流走向，用以解決靜電紡絲過程中射流角度過大、射流不穩(wěn)定的技術(shù)問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]一種射流可控的氣泡靜電紡絲裝置，其包括料桶、設(shè)于料桶內(nèi)的用以噴射氣泡的噴頭、與料桶連接的儲液池、與噴頭連接的高壓供電裝置、與噴頭連接的氣泵、接收裝置、與接收裝置連接的接地電極，所述氣泡上方與接收裝置之間設(shè)有導(dǎo)電環(huán)及給導(dǎo)電環(huán)供電的電源，所述導(dǎo)電環(huán)與噴頭通相同種類的電荷，所述導(dǎo)電環(huán)下方位于噴頭的兩側(cè)設(shè)有鼓風(fēng)裝置，所述鼓風(fēng)裝置朝向接收裝置向噴頭噴射的氣泡吹風(fēng)。
[0008]優(yōu)選的，在上述射流可控的氣泡靜電紡絲裝置中，所述導(dǎo)電環(huán)與噴頭均通正電荷。
[0009]優(yōu)選的，在上述射流可控的氣泡靜電紡絲裝置中，所述導(dǎo)電環(huán)由多個等間距排列的金屬線圈組成。
[0010]優(yōu)選的，在上述射流可控的氣泡靜電紡絲裝置中，所述鼓風(fēng)裝置包括兩個，該兩個鼓風(fēng)裝置對稱設(shè)置于噴頭的兩側(cè)。
[0011]優(yōu)選的，在上述射流可控的氣泡靜電紡絲裝置中，所述鼓風(fēng)裝置的噴氣方向與噴頭噴射氣泡的方向呈銳角。
[0012]優(yōu)選的，在上述射流可控的氣泡靜電紡絲裝置中，所述氣泡靜電紡絲裝置設(shè)有調(diào)節(jié)接收裝置與氣泡之間距離的第一位置調(diào)節(jié)裝置。
[0013]優(yōu)選的，在上述射流可控的氣泡靜電紡絲裝置中，所述氣泡靜電紡絲裝置設(shè)有調(diào)節(jié)導(dǎo)電環(huán)相對接收裝置與氣泡位置的第二位置調(diào)節(jié)裝置。
[0014]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例的射流可控的氣泡靜電紡絲裝置通過施加導(dǎo)電環(huán)并在下方吹風(fēng)，使氣泡靜電紡的射流收斂，調(diào)節(jié)射流運動軌跡，改善氣泡靜電紡中存在的射流角度過大，射流不穩(wěn)定的問題。
【附圖說明】
[0015]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，下面描述中的有關(guān)本發(fā)明的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，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)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1是本發(fā)明射流可控的氣泡靜電紡絲裝置的示意圖。
[0017]其中:料桶1、噴頭2、貯液池3、導(dǎo)電環(huán)4、高壓供電裝置5、電源6、鼓風(fēng)裝置7、氣泵8、接收裝置9、接地電極10。
【具體實施方式】
[0018]本發(fā)明公開了一種射流可控的氣泡靜電紡絲裝置，通過在氣泡上方加帶電的導(dǎo)電環(huán)來使射流收斂，同時加輔助氣流來進一步控制射流走向，用以解決靜電紡絲過程中射流角度過大、射流不穩(wěn)定的技術(shù)問題。
[0019]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)方案進行詳細(xì)的描述，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)造性勞動的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。
[0020]如圖1所示，本發(fā)明公開的射流可控的氣泡靜電紡絲裝置，其包括料桶1、設(shè)于料桶I內(nèi)的用以噴射氣泡的噴頭2、與料桶I連接的儲液池3、與噴頭2連接的高壓供電裝置5、與噴頭2連接的氣泵8、接收裝置9、與接收裝置9連接的接地電極10。接收裝置9為輥筒。高壓供電裝置5的負(fù)極連在輥筒上，使得輥筒帶負(fù)電，帶正電荷的射流下落至此，受到異性相吸的作用，并在旋轉(zhuǎn)輥筒的帶動下，有規(guī)律的卷繞在輥筒上；調(diào)節(jié)輥筒轉(zhuǎn)速與紡絲速度吻合，可以進一步提高纖維有序度。氣泡上方與接收裝置9之間設(shè)有導(dǎo)電環(huán)4及給導(dǎo)電環(huán)4供電的電源6，導(dǎo)電環(huán)4與噴頭2通相同種類的電荷，導(dǎo)電環(huán)4下方位于噴頭2的兩側(cè)設(shè)有鼓風(fēng)裝置7，鼓風(fēng)裝置7朝向接收裝置9向噴頭2噴射的氣泡吹風(fēng)。本發(fā)明通過在氣泡上方添加導(dǎo)電環(huán)4，加在導(dǎo)電環(huán)4上的電壓產(chǎn)生比較規(guī)則的電場，所以氣泡破裂產(chǎn)生的絲束被此電場束縛，使沉積在接收裝置的納米纖維的排列有一定程度的改觀，這種方法可以將纖維收集到導(dǎo)電環(huán)4之內(nèi)，很好的控制了纖維的飛行軌跡，并通過在導(dǎo)電環(huán)4下添加鼓風(fēng)裝置7，通過外力作用來進一步糾正絲束飛行方向，同時在風(fēng)力牽伸作用下，纖維的機械性能得到加強。
[0021]本發(fā)明的導(dǎo)電環(huán)4可以有多個等間距排列的金屬線圈組成，通過電源6帶上等量的正電荷，接收裝置9與氣泡或?qū)щ姯h(huán)4之間距離可以通過位置調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)。具體的，氣泡靜電紡絲裝置設(shè)有調(diào)節(jié)接收裝置9與氣泡之間距離的第一位置調(diào)節(jié)裝置。氣泡靜電紡絲裝置設(shè)有調(diào)節(jié)導(dǎo)電環(huán)4相對接收裝置9與氣泡位置的第二位置調(diào)節(jié)裝置。
[0022]如圖1所示，在本發(fā)明的一個實施方式中，導(dǎo)電環(huán)4與噴頭2均通電荷。利用同種電荷相互排斥，使射流的噴射角度減小，起到穩(wěn)定射流的作用。在其他實施方式中，當(dāng)然也可以根據(jù)實際的裝置設(shè)置，導(dǎo)電環(huán)4與噴頭2可以均通負(fù)電荷，只要滿足同種電荷既可以。
[0023]如圖1所示，所述鼓風(fēng)裝置7包括兩個，該兩個鼓風(fēng)裝置7對稱設(shè)置于噴頭2的兩偵牝所述鼓風(fēng)裝置7的噴氣方向與噴頭2噴射氣泡的方向呈銳角。雖然在圖1中是顯示有兩個鼓風(fēng)裝置7，但是在其他實施方式中，可以根據(jù)實際的使用情況進行添加，目的即是通過鼓風(fēng)裝置7向上吹風(fēng)，射流在機械外力作用下，射流方向得到收斂，同時牽伸力使纖維機械性能得到加強。
[0024]本發(fā)明的射流可控的氣泡靜電紡絲裝置的工作原理是:聚合物在料桶I內(nèi)，通過噴頭2伸入溶液中在溶液中吹氣，在料桶I的出口處吹出氣泡，高壓供電裝置5正極連接的金屬電極伸入到料桶I內(nèi)的溶液中，電源6正極連接在導(dǎo)電環(huán)4上，接收裝置9與高壓供電裝置5的負(fù)極相連，并通過接地電源線10接地，打開高壓供電裝置5的開關(guān)，在噴絲2和接收裝置9之間形成了一個電場，使氣泡破裂產(chǎn)生的一個個小液滴在高壓的作用下形成絲束射流，射流經(jīng)過擺動、蒸發(fā)、細(xì)化過程，并受到帶同種電荷導(dǎo)電環(huán)的排斥作用，相對穩(wěn)定地擺動，最后噴射在接收裝置9上形成納米纖維。
[0025]本發(fā)明實施例的射流可控的氣泡靜電紡絲裝置通過施加導(dǎo)電環(huán)并在下方吹風(fēng)，使氣泡靜電紡的射流收斂，調(diào)節(jié)射流運動軌跡，改善氣泡靜電紡中存在的射流角度過大，射流不穩(wěn)定的問題。
[0026]本發(fā)明的有益效果是:在氣泡上方添加導(dǎo)電環(huán)，加在導(dǎo)電環(huán)上的電壓產(chǎn)生比較規(guī)則的電場，所以氣泡破裂產(chǎn)生的絲束被此電場束縛，使沉積在接收裝置的納米纖維的排列有一定程度的改觀，這種方法可以將纖維收集到導(dǎo)電環(huán)之內(nèi)，很好的控制了纖維的飛行軌跡，在導(dǎo)電環(huán)下添加鼓風(fēng)裝置，通過外力作用來進一步糾正絲束飛行方向，同時在風(fēng)力牽伸作用下，纖維的機械性能得到加強。
[0027]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
[0028]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。
【主權(quán)項】
1.一種射流可控的氣泡靜電紡絲裝置，其包括料桶(I)、設(shè)于料桶(I)內(nèi)的用以噴射氣泡的噴頭(2)、與料桶(I)連接的儲液池(3)、與噴頭(2)連接的高壓供電裝置(5)、與噴頭(2)連接的氣泵(8)、接收裝置(9)、與接收裝置(9)連接的接地電極(10)，其特征在于:所述氣泡上方與接收裝置(9)之間設(shè)有導(dǎo)電環(huán)(4)及給導(dǎo)電環(huán)(4)供電的電源￠)，所述導(dǎo)電環(huán)(4)與噴頭(2)通相同種類的電荷，所述導(dǎo)電環(huán)(4)下方位于噴頭(2)的兩側(cè)設(shè)有鼓風(fēng)裝置(7)，所述鼓風(fēng)裝置(7)朝向接收裝置(9)向噴頭(2)噴射的氣泡吹風(fēng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射流可控的氣泡靜電紡絲裝置，其特征在于:所述導(dǎo)電環(huán)(4)與噴頭⑵均通正電荷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射流可控的氣泡靜電紡絲裝置，其特征在于:所述導(dǎo)電環(huán)(4)由多個等間距排列的金屬線圈組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射流可控的氣泡靜電紡絲裝置，其特征在于:所述鼓風(fēng)裝置(7)包括兩個，該兩個鼓風(fēng)裝置(7)對稱設(shè)置于噴頭(2)的兩側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射流可控的氣泡靜電紡絲裝置，其特征在于:所述鼓風(fēng)裝置(7)的噴氣方向與噴頭(2)噴射氣泡的方向呈銳角。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射流可控的氣泡靜電紡絲裝置，其特征在于:所述氣泡靜電紡絲裝置設(shè)有調(diào)節(jié)接收裝置(9)與氣泡之間距離的第一位置調(diào)節(jié)裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射流可控的氣泡靜電紡絲裝置，其特征在于:所述氣泡靜電紡絲裝置設(shè)有調(diào)節(jié)導(dǎo)電環(huán)(4)相對接收裝置(9)與氣泡位置的第二位置調(diào)節(jié)裝置。
【專利摘要】一種射流可控的氣泡靜電紡絲裝置，其包括料桶、設(shè)于料桶內(nèi)的用以噴射氣泡的噴頭、與料桶連接的儲液池、與噴頭連接的高壓供電裝置、與噴頭連接的氣泵、接收裝置、與接收裝置連接的接地電極，所述氣泡上方與接收裝置之間設(shè)有導(dǎo)電環(huán)及給導(dǎo)電環(huán)供電的電源，所述導(dǎo)電環(huán)與噴頭通相同種類的電流，所述導(dǎo)電環(huán)下方位于噴頭的兩側(cè)設(shè)有鼓風(fēng)裝置，所述鼓風(fēng)裝置朝向噴頭噴射氣泡的方向吹風(fēng)。本發(fā)明通過施加導(dǎo)電環(huán)并在下方吹風(fēng)，使氣泡靜電紡的射流收斂，調(diào)節(jié)射流運動軌跡，改善氣泡靜電紡中存在的射流角度過大，射流不穩(wěn)定的問題。
【IPC分類】D01D5-00
【公開號】CN104562231
【申請?zhí)枴緾N201510012349
【發(fā)明人】徐嵐, 趙江惠, 王萍, 劉福娟, 何吉歡
【申請人】蘇州大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月9日