CN201053041Y - 静电纺丝装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及静电纺丝的发射与收集装置，公开了一种静电纺丝装置，包括电机、机架、接收电极和静电发射电极，其特征在于，还包括直径可变的收集圆筒、静电纺丝喷射针头、溶液流速控制装置、溶液导管、上伸缩支架和下伸缩支架；本实用新型的装置，在收集静电纺纤维时，通过支架的收张可以调解收集圆筒的半径从而达到调节幅宽和调解最佳纺丝距离的作用，纺丝溶液传输装置可以使溶液均匀的输送到各个喷丝口，以保证纺丝均匀。同时可以控制转速与半径而控制产物的排列和取向，在收集静电纺无纺布时，可以通过调解旋转速度和纺丝溶液输送速度，获得不同规则程度的无纺布，具有不同纹理图案的无纺布，不同幅宽、孔隙率和孔径的无纺布。

Description

静电纺丝装置
技术领域
本实用新型涉及一种静电纺丝的装置，尤其涉及静电纺丝的发射与收集装置。
背景技术
大多数静电纺纤维均是以无纺织物形式得到，其用途范围相对较小，仅能用于过滤，组织骨架，移植涂膜和创伤修复等。然而当我们用传统纤维和纺织工业的观点去理解纳米纤维时，只有当获得单根纳米纤维或单轴纤维束时，并对其进行编织，才能认为纳米纤维的应用范围可以扩展到更广泛的领域。可是对于静电纺纳米纤维，获得单根纳米纤维或单轴纤维束十分艰难。这是因为聚合物射流的飞行轨迹是十分复杂的三维“抖动或鞭动”，这种鞭动是由于弯曲不稳定性引起的，而不是在直线路径处产生的。全世界众多的研究者均在这方面做了大量的研究，以求获得不同高度取向和不同堆积形状的无纺布。
静电纺丝的装置中，收集装置是一个十分关键的部件，其结构直接影响到电纺纤维在收集圆筒上的排列取向，从而影响所获得的纤维的质量。因此，许多专利和文献报道了各自的方法，如：
美国专利US Patent[P].4 689 186，1987公开了一种用于血管修复及尿管、胆管的管状纤维的制作方法。该发明的特点是用辅助电场使沉积纤维在圆周上充分取向；
文献HunngZM，ZlumgY Z，KotakicM，et a/.Corrgmsites ScienceandTech-nology[J].2003，63：2223-2253发展了另外一种收集平行排列纤维的简单方法，就是将矩形的框架置于纺丝射流下方。不同材料的框架得到不同排列的纤维，铝框架所收纤维的排列比木质框架所收集纤维的排列好。
文献Dan Li，Yuliang Wang，Yonnan Xia.Nano Letters[J].2003.I167-1171.Electrospinning Nanofibers as Uniaxially Aligned Arrays andLayer-by-Layer Stacked Films.Advanced Materials.2004.361-366报道了一种简单且有效的方法来制备平行取向纳米纤维。他们的做法是在常规的收集器上凿开一个槽，在附加电场的作用下，纳米纤维横跨槽的两边形成平行取向排列。这种做法还可以很方便地将制得的纳米纤维转移到其他基底上以作它用。
但是，上述结构的收集装置，随着收集时间的增加，纤维的排列趋于混乱，形状，密度，孔径，微观结构等无法控制，种类单一，且结构复杂，需要改进。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种静电纺丝装置，以克服现有技术存在的上述缺陷。
本实用新型的静电纺丝装置，包括直径可变的收集圆筒、电机、接收电极、机架、静电纺丝喷射针头、溶液流速控制装置、静电发射电极、溶液导管、上伸缩支架和下伸缩支架；
所说的上伸缩支架一端与收集圆筒的上端相连接，另一端与机架固定连接；
所说的下伸缩支架的一端与收集圆筒的下端相连接，另一端与电机的输出轴固定连接，电机固定在机架上；
所说的接收电极固定在收集圆筒的桶壁上；
所说的溶液导管垂直设置在收集圆筒的中部，用于输送静电纺丝液；
所说的溶液流速控制装置设置溶液导管上，且与溶液导管相连通；
所说的静电纺丝喷射针头与溶液流速控制装置相连接，静电纺丝液通过静电纺丝喷射针头喷射出；
所说的静电发射电极设置在溶液导管上。
本实用新型的装置，在收集静电纺纤维时，通过支架的收张可以调解收集圆筒的半径从而达到调节幅宽和调解最佳纺丝距离的作用，纺丝溶液传输装置可以使溶液均匀的输送到各个喷丝口，以保证纺丝均匀。同时可以控制转速与半径而控制产物的排列和取向，在收集静电纺无纺布时，可以通过调解旋转速度和纺丝溶液输送速度，获得不同规则程度的无纺布，具有不同纹理图案的无纺布，不同幅宽、孔隙率和孔径的无纺布。
附图说明
图1为静电纺丝装置结构示意图。
图2为收集圆筒结构示意图。
具体实施方式
由图1可见，本实用新型的静电纺丝装置，包括收集装置和包括：直径可变的收集圆筒1、电机2、接收电极3、机架4、静电纺丝喷射针头5、溶液流速控制装置6、静电发射电极7、溶液导管8、上伸缩支架9和下伸缩支架91；
所说的上伸缩支架9一端与收集圆筒1的上端相连接，另一端与机架4固定连接；
所说的下伸缩支架91的一端与收集圆筒1的下端相连接，另一端与电机2的输出轴固定连接，电机2固定在机架4上；
所说的接收电极3固定在收集圆筒1的桶壁上；
所说的溶液导管8垂直设置在收集圆筒1的中部，用于输送静电纺丝液；
所说的溶液流速控制装置6设置溶液导管8上，且与溶液导管8相连通；
所说的静电纺丝喷射针头5与溶液流速控制装置6相连接，静电纺丝液通过静电纺丝喷射针头5喷射出；
所说的静电发射电极7设置在溶液导管8上。
参见图2，所说的直径可变的收集圆筒1包括由薄板101制成的圆筒状的筒壁，薄板101两端相互交叉重叠，以至于在上伸缩支架9和下伸缩支架91的作用下，可以移动，从而使收集圆筒1的直径可变；
参见图1，所说的上伸缩支架9和下伸缩支架91包括支架杆10和连接件11，所说的支架杆10的一端与连接件11相连接，支架杆10的另一端与收集圆筒1的筒壁相连接，构成一个伞形；
参见图1，所说的溶液流速控制装置6为中空的圆盘，且与溶液导管8相连通；溶液流速控制装置6的数量为1～20个；
静电纺丝喷射针头5与所说的圆盘相连通，静电纺丝液从静电纺丝喷射针头5中喷射出，在收集圆筒1中成型，可以任意增加和减少圆盘上的静电纺丝喷头5的数量，一般为4～80个。

Claims (7)

1.一种静电纺丝装置，包括电机(2)、机架(4)、接收电极(3)和静电发射电极(7)，其特征在于，还包括直径可变的收集圆筒(1)、静电纺丝喷射针头(5)、溶液流速控制装置(6)、溶液导管(8)、上伸缩支架(9)和下伸缩支架(91)；
所说的上伸缩支架(9)一端与收集圆筒(1)的上端相连接，另一端与机架(4)固定连接；
所说的下伸缩支架(91)的一端与收集圆筒(1)的下端相连接，另一端与电机(2)的输出轴固定连接，电机(2)固定在机架(4)上；
所说的接收电极(3)固定在收集圆筒(1)的桶壁上；
所说的溶液导管(8)垂直设置在收集圆筒(1)的中部，用于输送静电纺丝液；
所说的溶液流速控制装置(6)设置溶液导管(8)上，且与溶液导管(8)相连通；
所说的静电纺丝喷射针头(5)与溶液流速控制装置(6)相连接；
所说的静电发射电极(7)设置在溶液导管(8)上。
2.根据权利要求1所述的静电纺丝装置，其特征在于，所说的直径可变的收集圆筒(1)为由薄板(101)制成的圆筒状的筒壁，薄板(101)两端相互交叉重叠。
3.根据权利要求1所述的静电纺丝装置，其特征在于，所说的上伸缩支架(9)和下伸缩支架(91)包括支架杆(10)和连接件(11)，所说的支架杆(10)的一端与连接件(11)相连接，支架杆(10)的另一端与收集圆筒(1)的筒壁相连接，构成一个伞形。
4.根据权利要求1所述的静电纺丝装置，其特征在于，所说的溶液流速控制装置(6)为中空的圆盘，且与溶液导管(8)相连通。
5.根据权利要求4所述的静电纺丝装置，其特征在于，溶液流速控制装置(6)的数量为1～20个。
6.根据权利要求1所述的静电纺丝装置，其特征在于，静电纺丝喷射针头(5)与所说的圆盘相连通。
7.根据权利要求6所述的静电纺丝装置，其特征在于，圆盘上静电纺丝喷射针头(5)的数量为4～80个。
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