CN202090111U - 一种连续供液的近场静电纺丝装置 - Google Patents
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Abstract
一种连续供液的近场静电纺丝装置，涉及一种纺丝装置。提供一种在实现单根纳米纤维有序可控沉积的同时，可提高纺丝溶液供给的精确性和纳米纤维直径均匀性的连续供液的近场静电纺丝装置。设有步进电机、转轴丝杆、滑块、导轨、推杆、活塞、储液缸、实芯探针、探针固定装置、螺母、收集板和高压电源。所述步进电机与转轴丝杆经联轴器连接，所述滑块与转轴丝杆间隙配合并在导轨上滑动，所述推杆一端固定在滑块上，推杆另一端与活塞固接，探针固定装置固定在储液缸的底部，实芯探针一端与探针固定装置相连，实芯探针另一端伸出设于储液缸底部的喷嘴，探针固定装置与储液缸连接，收集板接地并与高压电源负极电连接，高压电源正极与螺母所在电极相连。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种纺丝装置，尤其是涉及一种连续供液的近场静电纺丝装置。
背景技术
目前，采用传统的静电纺丝装置所制备的电纺纤维都是以无纺织布的形态存在的，主要应用在过滤、分离膜、药物释放、组织支架和伤口修复等方面。为了将电纺纤维应用于场效应管、气体与光学传感器等微纳米器件，需要制备出单根纳米纤维。因为纺丝过程中存在着一种不稳定“鞭动”的状态，使得接收到的纤维往往是杂乱无章的，所以用传统的静电纺丝方法很难制备单根纳米纤维。全世界众多科研工作者在这方面做了大量的研究，并取得了一些成果，例如：文献【1】Li，D.；Ouyang，G.；McCann，J.T.；Xia，Y.Nano Lett.2005，5，913在收集极上加工一个槽，在附加电场的作用下，将在槽的两边形成平行的纳米纤维，利用这种方法制备的纳米纤维可以很方便地转移到另一种物质的表面上，进行纤维性质的测量及应用。然而实验中对电极间距的要求限制了接收区域实验中两收集极间距为几微米到几厘米之间，只能收集到较窄和薄的纤维膜。文献【2】Theron，A.；Zussmanl，E.；Yarin，A.L.Nanotechnology2001，12，384.采用一个边缘尖锐的旋转的圆盘等机械装置进行纤维的收集，圆盘的边缘的集合尺度很小，使得电场充分集中，吸引了绝大多数纳米纤维，而且可以连续收集。这种方法已经成功地收集到了直径在100～400nm的有序排列的聚氧化乙烯纳米纤维。但是此种方法的缺点是随着圆盘边缘收集的纤维逐渐变厚，电场力逐渐减小，在同样的转速下，收集到的纤维有序度会明显降低。圆盘收集的纤维有序性虽然好，可是纤维只能收集在圆盘的棱上，接收区域极其有限。文献【3】Sun D H，Chang C，Li S and Lin L W 2006Nano Lett.6，839发明了一种近场静电纺丝的方法，该方法的特点是将针尖到收集板的距离极大地缩短了，由传统的几厘米缩短为0.5～3mm，并且纺丝电压也缩小为几百伏。另外该方法采用针尖直径为0.025mm的实芯钨探针，而不是传统纺丝所用的毛细管；没有采用传统的精密注射泵供液，而是用类似蘸水笔蘸水的方式进行供液。该方法所采用的收集平台与传统的静态收集板或者滚动收集板不同，采用二维的运动平台进行辅助收集。该方法利用静电纺丝的稳定射流阶段来制备有序排列的纳米纤维，借助于平台的二维运动，不仅可以直写出有序排列的纳米纤维，而且还可以直写出规则的一维、二维等基本几何图案。该方法的优点在于射流过程中无“鞭动”等杂乱无章的运动，便于纤维的有序收集。在集成的微纳米电子设备的制造方面上，与采用传统的光刻等一系列工艺的方法相比，与具有成本低、设备简单的优势，为静电纺丝应用于微纳米设备的制造提供了一个新方法。但是该方法无法长时间连续直写，因为其采用类似蘸水笔的方式进行供液从而使得供液不连续，而且采用类似蘸水笔的方式进行供液时溶液的体积不易控制，因为在电纺过程中探针针尖处液滴的体积会随着电纺过程的进行而不断地减少使得电纺过程中，探针上溶液所剩的体积也大小不同，所纺纳米纤维的直径不均匀。
发明内容
本实用新型的目的在于针对现有的静电纺丝中采用注射泵进行供液，但受到溶液传输管道、溶液内部流动等因素的影响，纺丝喷嘴处溶液液面易于产生波难保证产生稳定纺丝射流，导致纺丝纳米纤维表面形貌和直径分布不均匀等缺点，提供一种在实现单根纳米纤维有序可控沉积的同时，可提高纺丝溶液供给的精确性和纳米纤维直径均匀性的连续供液的近场静电纺丝装置。
本实用新型设有步进电机、转轴丝杆、滑块、导轨、推杆、活塞、储液缸、实芯探针、探针固定装置、螺母、收集板和高压电源。
所述步进电机与转轴丝杆经联轴器连接，所述滑块与转轴丝杆间隙配合并在导轨上滑动，所述推杆一端固定在滑块上，推杆另一端与活塞固接，探针固定装置固定在储液缸的底部，实芯探针一端与探针固定装置相连，实芯探针另一端伸出设于储液缸底部的喷嘴，探针固定装置与储液缸连接，收集板接地并与高压电源负极电连接，高压电源正极与螺母所在电极相连。
所述探针固定装置上端设有带中心通孔的十字形支架，所述十字形支架由圆环固定，所述圆环与十字形支架的连接处设有4根支柱，4根支柱与储液缸底部连接，实芯探针固定在所述中心通孔上，
所述实芯探针与收集板的距离可为0.5～3mm。
所述储液缸可为圆柱形容器，所述设于储液缸底部的喷嘴的尺寸可为200μm，喷嘴附有一层憎水性材料，且喷嘴的尺寸与实芯探针针尖伸出喷嘴的尺寸相同。
喷嘴中实芯探针对电场和溶液有着很好的汇集作用，可引导溶液在探针针尖形成泰勒锥产生单一射流喷射；同时探针有助于减小射流的初始直径，有利于提高溶剂挥发速度，在短距离(0.5～1mm)内获得固态纳米纤维；根据近场静电纺丝原理，将喷嘴至收集板距离缩短至0.5～3mm，克服了带电射流的螺旋不稳定运动，益于实现单根纳米纤维的可控沉积。
所述步进电机与的转速由步进驱动器接收到的脉冲信号控制，通过连续施加脉冲信号实现转轴丝杆的微量进给。当静电纺丝工作时，对步进电机施加脉冲驱动信号实现步进电机按预定速度转动，并带动活塞朝下运动。步进电机每一个步距角带动活塞朝下运动的距离是固定的，每次向喷嘴处的供液体积也是固定的。通过控制脉冲频率可精确控制供液速度，从而保持喷嘴处液面的相对稳定；避免了传统电纺丝注射泵供液难以精确控制的缺点和近场静电纺丝离散供液的不稳定性，提高了纳米纤维的均匀性。
本实用新型采用步进电机与滚轴丝杆连接，滑块向下移动使得推杆向下推动活塞进行微量进给，利用步进驱动器接收一系列连续的脉冲信号来实现近场静电纺丝装置的连续供液。
由于所述推杆一端固定在滑块上，推杆另一端与活塞固接，因此推动活塞向下微量进给，可使得储液缸的溶液经过储液缸底部的喷嘴向下运动，由于储液缸底部的喷嘴的尺寸约为200μm，且底部喷嘴采用憎水性材料，实芯探针采用亲水性材料，因此溶液将会粘附在实芯探针上。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
图2为本实用新型实施例的滑块与燕尾槽导轨的C-C向视图。
图3为本实用新型实施例的探针固定装置的A-A剖面图。
图4为本实用新型实施例的储液缸与探针固定装置连接的B向视图。
具体实施方式
由图1可见，本实用新型实施例设有步进电机1、转轴丝杆2、滑块3、导轨4、推杆5、活塞6、储液缸7、实芯探针8、探针固定装置9、螺母10、储液缸底部的喷嘴11、收集板12、导线13、高压电源14和导线15。
所述步进电机1与转轴丝杆2经联轴器连接，所述滑块3与转轴丝杆2间隙配合并在导轨4上滑动，所述推杆5一端固定在滑块3上，推杆5另一端与活塞6固接，探针固定装置9固定在储液缸7的底部，实芯探针8一端与探针固定装置9相连，实芯探针8另一端伸出设于储液缸底部的喷嘴11，探针固定装置9与储液缸7连接，收集板12接地并与高压电源14负极电连接，高压电源14正极与螺母10所在电极相连。
所述探针固定装置9上端设有带中心通孔的十字形支架，所述十字形支架由圆环固定，所述圆环与十字形支架的连接处设有4根支柱，4根支柱与储液缸7底部连接，实芯探针8固定在所述中心通孔上。
所述实芯探针8与收集板12的距离可为0.5～3mm。
所述储液缸7可为圆柱形容器，所述设于储液缸底部的喷嘴11的尺寸可为200μm，喷嘴11附有一层憎水性材料，且喷嘴的尺寸与实芯探针针尖伸出喷嘴的尺寸相同。
步进电机1的转速由步进驱动器接收到的脉冲信号来控制，通过连续施加脉冲信号来实现转轴丝杆2的微量进给。
所述滑块3与转轴丝杆2采用间隙配合，并在燕尾形导轨槽4中在转轴丝杆2的作用下向下微量进给。
所述推杆5一端固定在滑块3上，另一端作用于活塞6，推动活塞6向下微量进给，使得储液缸7的溶液经过储液缸底部的喷嘴11向下运动，由于储液缸底部的喷嘴11的尺寸约为200μm，且底部喷嘴11采用憎水性材料，实芯探针8采用亲水性材料，因此溶液将会粘附在实芯探针8上。
Claims (5)
1.一种连续供液的近场静电纺丝装置，其特征在于设有步进电机、转轴丝杆、滑块、导轨、推杆、活塞、储液缸、实芯探针、探针固定装置、螺母、收集板和高压电源；
所述步进电机与转轴丝杆经联轴器连接，所述滑块与转轴丝杆间隙配合并在导轨上滑动，所述推杆一端固定在滑块上，推杆另一端与活塞固接，探针固定装置固定在储液缸的底部，实芯探针一端与探针固定装置相连，实芯探针另一端伸出设于储液缸底部的喷嘴，探针固定装置与储液缸连接，收集板接地并与高压电源负极电连接，高压电源正极与螺母所在电极相连。
2.如权利要求1所述的一种连续供液的近场静电纺丝装置，其特征在于所述探针固定装置上端设有带中心通孔的十字形支架，所述十字形支架由圆环固定，所述圆环与十字形支架的连接处设有4根支柱，4根支柱与储液缸底部连接，实芯探针固定在所述中心通孔上。
3.如权利要求1所述的一种连续供液的近场静电纺丝装置，其特征在于所述实芯探针与收集板的距离为0.5～3mm。
4.如权利要求1所述的一种连续供液的近场静电纺丝装置，其特征在于所述储液缸为圆柱形容器。
5.如权利要求1所述的一种连续供液的近场静电纺丝装置，其特征在于所述设于储液缸底部的喷嘴的尺寸为200μm。
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Cited By (11)
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|---|---|---|---|---|
| CN103305934A (zh) * | 2013-07-10 | 2013-09-18 | 厦门大学 | 一种聚合物熔融静电纺丝装置 |
| CN103334167A (zh) * | 2013-07-11 | 2013-10-02 | 厦门大学 | 微纳纤维线圈电纺直写装置 |
| CN103400939A (zh) * | 2013-08-15 | 2013-11-20 | 厦门大学 | 一种聚合物太阳能电池陷光结构制造方法 |
| CN104014884A (zh) * | 2014-06-05 | 2014-09-03 | 厦门大学 | 基于静电纺丝生成电极丝的微细电火花线切割加工装置 |
| CN106048900A (zh) * | 2016-06-04 | 2016-10-26 | 上海大学 | 基于六自由度运动平台的曲面静电直写成形系统 |
| CN106591963A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-04-26 | 广东工业大学 | 一种探针持续供液装置 |
| CN106637436A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-05-10 | 厦门大学 | 一种流体直写装置 |
| CN107236998A (zh) * | 2017-08-14 | 2017-10-10 | 广东工业大学 | 一种单喷头静电纺丝设备的喷头固定装置 |
| CN107653498A (zh) * | 2017-11-10 | 2018-02-02 | 安徽翰联纺织有限公司 | 静电纺丝制备掺杂抗菌颗粒纤维的方法、静电纺丝机 |
| WO2019047990A1 (en) * | 2017-09-07 | 2019-03-14 | Technicka Univerzita V Liberci | PROCESS FOR THE PRODUCTION OF POLYMERIC NANOFIBERS BY ELECTROSTATIC WIRING OF A POLYMER MOLTEN SOLUTION OR MATERIAL, WIRE ELECTRODE FOR THE PROCESS AND DEVICE FOR PRODUCING POLYMER NANOFIBERS EQUIPPED WITH AT LEAST ONE SUCH WIRING ELECTRODE |
| CN110561750A (zh) * | 2018-06-05 | 2019-12-13 | 常州高凯精密机械有限公司 | 一种基于压电振动式的静电打点装置 |
-
2011
- 2011-05-19 CN CN2011201654866U patent/CN202090111U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103305934A (zh) * | 2013-07-10 | 2013-09-18 | 厦门大学 | 一种聚合物熔融静电纺丝装置 |
| CN103305934B (zh) * | 2013-07-10 | 2015-12-02 | 厦门大学 | 一种聚合物熔融静电纺丝装置 |
| CN103334167A (zh) * | 2013-07-11 | 2013-10-02 | 厦门大学 | 微纳纤维线圈电纺直写装置 |
| CN103400939A (zh) * | 2013-08-15 | 2013-11-20 | 厦门大学 | 一种聚合物太阳能电池陷光结构制造方法 |
| CN103400939B (zh) * | 2013-08-15 | 2016-06-01 | 厦门大学 | 一种聚合物太阳能电池陷光结构制造方法 |
| CN104014884A (zh) * | 2014-06-05 | 2014-09-03 | 厦门大学 | 基于静电纺丝生成电极丝的微细电火花线切割加工装置 |
| CN106048900A (zh) * | 2016-06-04 | 2016-10-26 | 上海大学 | 基于六自由度运动平台的曲面静电直写成形系统 |
| CN106637436A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-05-10 | 厦门大学 | 一种流体直写装置 |
| CN106637436B (zh) * | 2016-11-25 | 2018-12-28 | 厦门大学 | 一种流体直写装置 |
| CN106591963A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-04-26 | 广东工业大学 | 一种探针持续供液装置 |
| CN106591963B (zh) * | 2016-12-30 | 2019-07-19 | 广东工业大学 | 一种探针持续供液装置 |
| CN107236998A (zh) * | 2017-08-14 | 2017-10-10 | 广东工业大学 | 一种单喷头静电纺丝设备的喷头固定装置 |
| CN107236998B (zh) * | 2017-08-14 | 2019-09-27 | 广东工业大学 | 一种单喷头静电纺丝设备的喷头固定装置 |
| WO2019047990A1 (en) * | 2017-09-07 | 2019-03-14 | Technicka Univerzita V Liberci | PROCESS FOR THE PRODUCTION OF POLYMERIC NANOFIBERS BY ELECTROSTATIC WIRING OF A POLYMER MOLTEN SOLUTION OR MATERIAL, WIRE ELECTRODE FOR THE PROCESS AND DEVICE FOR PRODUCING POLYMER NANOFIBERS EQUIPPED WITH AT LEAST ONE SUCH WIRING ELECTRODE |
| CN111328352A (zh) * | 2017-09-07 | 2020-06-23 | 利伯西科技大学 | 用于通过聚合物溶液或熔体的电纺制或静电纺制生产聚合纳米纤维的方法、用于该方法的纺制电极和装备有至少一个这种纺制电极的用于生产聚合纳米纤维的设备 |
| US11155934B2 (en) | 2017-09-07 | 2021-10-26 | Technicka Univerzita v Uberci | Method for producing polymeric nanofibres by electric or electrostatic spinning of a polymer solution or melt, a spinning electrode for the method, and a device for the production of polymeric nanofibres equipped with at least one such spinning electrode |
| CN107653498A (zh) * | 2017-11-10 | 2018-02-02 | 安徽翰联纺织有限公司 | 静电纺丝制备掺杂抗菌颗粒纤维的方法、静电纺丝机 |
| CN110561750A (zh) * | 2018-06-05 | 2019-12-13 | 常州高凯精密机械有限公司 | 一种基于压电振动式的静电打点装置 |
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