CN102181947A - 一种激振式电纺装置 - Google Patents

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Abstract

一种激振式电纺装置，涉及一种纺丝装置。提供一种可克服现有批量电纺技术存在的喷射电压阈值高、针管易堵塞、溶液难以回收、不易清理等缺点，可用于批量生产纳米纤维的静电纺丝装置——激振式电纺装置。设有收集板、溶液槽、激振器、信号发生器和直流高压电源；收集板位于溶液槽上方，溶液槽设有内部导电层，激振器与溶液槽联动连接，信号发生器与激振器电连接，直流高压电源正极与溶液槽内部导电层电连接，直流高压电源的负极与收集板连接并接地。

Description

一种激振式电纺装置
技术领域
本发明涉及一种纺丝装置，尤其是涉及一种可用于批量生产纳米纤维的激振式电纺装置。
背景技术
近年来，随着纳米科技的升温，静电纺丝技术已成为当今最热门的研究领域之一。静电纺丝(Electrospinning)是聚合物溶液在静电场作用下其表面产生射流，并经过电场拉伸或溶剂挥发而获得纳米纤维的一种技术。由于传统电纺的效率一般为0.1～1.0g/h，低效率严重制约了工业化的进程。因此提出新的电纺技术来提高纳米纤维的产量一直是众多科研工作者研究的重点。
目前，广泛用于批量生产纳米纤维的装置大多是组合多针尖喷头阵列电纺。中国专利CN200610157106.8公开了一种高效多针静电纺丝喷丝装置，该装置是对传统单喷头的自然扩展，将多个喷头以阵列方式排列进行喷射纺丝，但该装置中各喷头之间的电场相互影响，制备纳米纤维的直径差异性很大，甚至出现液滴和中间区域喷头无法喷射的问题。中国专利CN200810153891.9公开了一种非织造布批量电纺装置，该装置采用浸入在聚合物溶液的圆周外表铸有锥形螺纹的金属滚筒为喷射头，以代替传统针尖喷头进行纺丝，产量虽然可显著提高，但存在喷射电压阈值高、残余溶液不易清理以及不适合长时间生产等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种可克服现有批量电纺技术存在的喷射电压阈值高、针管易堵塞、溶液难以回收、不易清理等缺点，可用于批量生产纳米纤维的静电纺丝装置——激振式电纺装置。
本发明设有收集板、溶液槽、激振器、信号发生器和直流高压电源；
收集板位于溶液槽上方，溶液槽设有内部导电层，激振器与溶液槽联动连接，信号发生器与激振器电连接，直流高压电源正极与溶液槽内部导电层电连接，直流高压电源的负极与收集板连接并接地。
所述激振器最好为电磁式激振器，可直接市购。
所述信号发生器最好为方波信号发生器。
所述激振器与溶液槽联动连接最好是激振器输出轴通过绝缘连接器与设于溶液槽底面的辅助连接板连接。绝缘连接器可有效防止高压对激振器的冲击。
所述溶液槽最好为双层结构，内层为导电层，外层为绝缘层。
所述激振器位于溶液槽正下方或左侧下方或右侧下方。
与现有技术比较，本发明具有以下突出优点：
在批量制造纳米纤维时，首先开启直流高压电源产生高压(40kV)，然后开启信号发生器产生方波信号，方波信号通过数据线传给激振器，不同频率的方波信号使激振器输出轴产生相应频率的周期性上下运动，激振器驱动溶液槽作周期性往复运动，溶液槽的往复运动使溶液槽内的聚合物溶液表面产生波动，随即在液体表面产生大量射流，射流经过电场拉伸和溶剂挥发，最终在收集板上得到纳米纤维。由于聚合物溶液的波动与激振器输出轴的振动频率有关，因此只需调整信号发生器的信号输出频率就可改变激振器输出轴的振动频率，从而实现对电纺过程的有效控制。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图之一。
图2为本发明实施例的结构示意图之二。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
参见图1和2，本发明设有收集板1、溶液槽2、辅助连接板3、螺钉4、绝缘连接器5、激振器6、信号发生器7和直流高压电源9。
直流高压电源9用于产生高压，直流高压电源9的正极与溶液槽内部导电层21连接，直流高压电源9的负极与收集板1连接并接地。信号发生器7用于产生方波信号，信号发生器7的输入输出端分别与激振器6的输入输出端连接。图1和2中的示波器8只是用于显示观察方波信号。激振器6输出轴通过绝缘连接器5与辅助连接板3连接，辅助连接板3通过螺钉4固于溶液槽2底面，激振器6驱动溶液槽2作周期性往复运动；收集板1设于溶液槽2上方，收集板1用于收集纳米纤维。激振器6位置可在溶液槽正下方，也可在溶液槽左侧下方或右侧下方。激振器6选用电磁式激振器。

Claims (7)

1.一种激振式电纺装置，其特征在于设有收集板、溶液槽、激振器、信号发生器和直流高压电源；
收集板位于溶液槽上方，溶液槽设有内部导电层，激振器与溶液槽联动连接，信号发生器与激振器电连接，直流高压电源正极与溶液槽内部导电层电连接，直流高压电源的负极与收集板连接并接地。
2.如权利要求1所述的一种激振式电纺装置，其特征在于所述激振器为电磁式激振器。
3.如权利要求1所述的一种激振式电纺装置，其特征在于所述信号发生器为方波信号发生器。
4.如权利要求1所述的一种激振式电纺装置，其特征在于所述激振器与溶液槽联动连接是激振器输出轴通过绝缘连接器与设于溶液槽底面的辅助连接板连接。
5.如权利要求1所述的一种激振式电纺装置，其特征在于所述的绝缘连接器与辅助连接板之间螺接。
6.如权利要求5所述的一种激振式电纺装置，其特征在于所述的溶液槽为双层结构，内层为导电层，外层为绝缘层。
7.如权利要求1所述的一种激振式电纺装置，其特征在于所述的激振器位于溶液槽正下方或左侧下方或右侧下方。
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