CN105734697A - 一种制备功能性纳米纤维的装置 - Google Patents

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    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
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    • D01D5/0007—Electro-spinning
    • D01D5/0061—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus
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Abstract

一种制备功能性纳米纤维的装置，其包括气泵、储液池、高聚物气泡、高聚物射流、旋转接收板、静电喷雾器、细滴、电动机、高压静电发生器、接地电极。本发明装置通过气泡静电纺丝制备纳米纤维基底，同时通过静电喷雾装置在纳米纤维基底上沉积功能性纳米颗粒，如金属纳米颗粒、氧化物纳米颗粒、抗菌纳米颗粒、防紫外线纳米颗粒、相转变材料纳米颗粒等，最终制得功能性纳米纤维。该制备功能性纳米纤维的装置结构简单、操作方便、控制简单、工艺流程短，能够实现连续纺丝以及高产量纺丝，同时实现纳米纤维功能化。

Description

一种制备功能性纳米纤维的装置
技术领域
本发明属于纺丝领域，尤其涉及一种制备功能性纳米纤维的装置。
背景技术
纳米纤维具有极大长径比、极高比表面积和孔隙率、极高的表面活性等一系列优良特性，使得其在纺织工程、环境工程、组织工程、生物医药、功能性复合材料等领域有着十分广阔的应用。
目前，静电纺丝技术是制备纳米纤维最直接、简单的方法，实验室和工业界制备纳米纤维，均广泛采用单喷头或多喷头针筒式静电纺纳米纤维的装置。但传统的静电纺丝装置产量低、针头易堵塞，使得其有一定的局限性。
气泡静电纺丝装置是一种可批量化制备纳米纤维的装置，有很多学者对其工艺参数及喷丝体系等进行了研究，使得其纺丝工艺日趋完善，满足工业批量化生产。
随着纳米纤维在光电子器件、传感器技术、催化、过滤以及医学等方面的广泛应用，赋予纳米纤维功能化显得尤为重要。
针对上述技术问题，有必要提供一种制备功能性纳米纤维的装置，以克服上述缺陷。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种制备功能性纳米纤维的装置，用以制备功能性纳米纤维。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种制备功能性纳米纤维的装置，其包括气泵、与气泵连接的储液池、形成于储液池内的高聚物气泡、经由高聚物气泡形成的高聚物射流、与高聚物射流位置相对的接收装置、与储液池连接的高压静电发生器、与接收装置连接的接地电极，所述制备功能性纳米纤维的装置还包括静电喷雾器、由静电喷雾器产生的细滴、与接收装置连接的电动机。
优选的，在上述制备功能性纳米纤维的装置中，所述制备功能性纳米纤维的装置由气泡静电纺丝装置和静电喷雾装置两部分组成。
优选的，在上述制备功能性纳米纤维的装置中，所述气泡静电纺丝过程和静电喷雾过程同时进行。
优选的，在上述制备功能性纳米纤维的装置中，所述气泡静电纺丝过程制备纳米纤维基底。
优选的，在上述制备功能性纳米纤维的装置中，所述接收装置为旋转接收板。
优选的，在上述制备功能性纳米纤维的装置中，所述旋转接收板的转速调节范围是0～50转/S。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)制备功能性纳米纤维的装置由气泡静电纺丝装置和静电喷雾装置两部分组成，气泡静电纺丝过程和静电喷雾过程同时进行，工艺流程短，生产效率高。
(2)气泡静电纺丝过程制备纳米纤维基底，纺丝方法简单，生产效率高。
(3)静电喷雾过程赋予纳米纤维功能化，制备功能性纳米纤维，提高纳米纤维的附加值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的有关本发明的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种制备功能性纳米纤维的装置的示意图。
图2是利用本发明制备功能性纳米纤维的装置制备的功能性纳米纤维的示意图。
其中：气泵1；储液池2；高聚物气泡3；高聚物射流4；旋转接收板5；静电喷雾器6；细滴7；电动机8；高压静电发生器9；接地电极10；纳米纤维11；纳米颗粒12。
具体实施方式
本发明公开了一种制备功能性纳米纤维的装置，用以制备功能性纳米纤维。该装置由气泡静电纺丝装置和静电喷雾装置两部分组成，气泡静电纺丝过程和静电喷雾过程同时进行，气泡静电纺丝过程制备纳米纤维基底，静电喷雾过程赋予纳米纤维功能化，从而制备功能性纳米纤维。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种制备功能性纳米纤维的装置，由气泡静电纺丝装置和静电喷雾装置两部分组成，所述气泡静电纺丝过程和静电喷雾过程同时进行，工艺流程短，生产效率高。所述气泡静电纺丝过程制备纳米纤维基底。所述气泡静电纺丝过程，通过高聚物产生气泡，气泡破裂产生射流，进而进行纺丝。所述静电喷雾过程赋予纳米纤维功能性。
如图1所示，所述制备功能性纳米纤维的装置包括气泵1、与气泵1连接的储液池2、形成于储液池2内的高聚物气泡3、经由高聚物气泡3形成的高聚物射流4、与高聚物射流4位置相对的接收装置、与储液池2连接的高压静电发生器9、与接收装置连接的接地电极10。所述接收装置为旋转接收板5。所述制备功能性纳米纤维的装置还包括静电喷雾器6、由静电喷雾器6产生的细滴7、与接收装置连接的电动机8。气泵1产生气流，通入储液池2，使得高聚物溶液表面产生气泡3，破裂形成高聚物射流4，在高压静电发生器9和接地电极10之间的静电力的作用下，摆动蒸发，拉伸细化，最终在旋转接收板5上形成纳米纤维，与此同时静电喷雾器6产生的细滴7同样在静电力作用下蒸发，沉积到旋转接收板5上的纳米纤维上。
所述旋转接收板的转速调节范围是0～50转/S。
如图2所示，图2是利用本发明制备的功能性纳米纤维的示意图，标号11为纳米纤维，标号12为纳米颗粒。
本发明制备功能性纳米纤维的装置的工作原理是：气泵1产生气流，通入储液池2，使得高聚物溶液表面产生气泡3，破裂形成高聚物射流4，在高压静电发生器9和接地电极10之间的静电力的作用下，摆动蒸发，拉伸细化，最终在旋转接收板5上形成纳米纤维，与此同时静电喷雾器6产生的细滴7同样在静电力作用下蒸发，沉积到旋转接收板5上的纳米纤维上。
综上所述，与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
(1)制备功能性纳米纤维的装置由气泡静电纺丝装置和静电喷雾装置两部分组成，气泡静电纺丝过程和静电喷雾过程同时进行，工艺流程短，生产效率高。
(2)气泡静电纺丝过程制备纳米纤维基底，纺丝方法简单，生产效率高。
(3)静电喷雾过程赋予纳米纤维功能化，制备功能性纳米纤维，提高纳米纤维的附加值。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。

Claims (6)

1.一种制备功能性纳米纤维的装置，其包括气泵、与气泵连接的储液池、形成于储液池内的高聚物气泡、经由高聚物气泡形成的高聚物射流、与高聚物射流位置相对的接收装置、与储液池连接的高压静电发生器、与接收装置连接的接地电极，其特征在于：所述制备功能性纳米纤维的装置还包括静电喷雾器、由静电喷雾器产生的细滴、与接收装置连接的电动机。
2.根据权利要求1所述的制备功能性纳米纤维的装置，其特征在于：所述制备功能性纳米纤维的装置由气泡静电纺丝装置和静电喷雾装置两部分组成。
3.根据权利要求2所述的制备功能性纳米纤维的装置，其特征在于：所述气泡静电纺丝过程和静电喷雾过程同时进行。
4.根据权利要求1所述的制备功能性纳米纤维的装置，其特征在于：所述气泡静电纺丝过程制备纳米纤维基底。
5.根据权利要求1所述的制备功能性纳米纤维的装置，其特征在于：所述接收装置为旋转接收板。
6.根据权利要求5所述的制备功能性纳米纤维的装置，其特征在于：所述旋转接收板的转速调节范围是0～50转/S。
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