CN205171024U - 一种气泡静电纺丝装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种气泡静电纺丝装置，包括储液管、混合管、气泡管及静电发生器，所述储液管连接混合管，所述混合管连接气泡管，所述静电发生器设于气泡管尾端，其中，所述储液管上方设有加液槽，所述混合管上方设有加料槽，纺丝过程中，可随时补加纺丝液和添加物。所述混合管内设有混料装置，所述气泡管两侧设有吹气管，纺丝液通过所述加液槽注入所述储液管后，进入混合管并经所述加料槽加入添加物并混合均匀后进入气泡管，形成气泡的纺丝液在气泡管尾端通过静电形成射流喷出，最终形成纳米纤维。如此，缩短了纺丝液与添加物混合后进行纺丝的时间，保证了原纺丝液与添加物混合均匀性和稳定性。
Description
技术领域
本实用新型属于静电纺丝技术领域，具体涉及一种注液、振荡一体的气泡静电纺丝装置。
背景技术
狭义上讲，纳米纤维为直径介于1nm到100nm之间，但广义上讲，纤维直径低于1000nm的纤维均称为纳米纤维。纳米纤维具有更大的长径比、表面积和孔隙率，具有极高的表面活性。因此，纳米纤维在纺织工程、环境工程、组织工程、生物医药等领域具有十分广阔的应用。生产纳米纤维的方法、设备多种多样，而静电纺丝技术是制备纳米纤维最直接、简单的方法，其原理是：使高聚物溶液或熔体从毛细管口抽出形成射流，带电荷的射流在静电力的作用下拉伸、细化得到纳米纤维。
静电纺丝技术可通过在纺丝液中添加纳米氧化锆、纳米银和疏水二氧化硅等功能性材料制备阻燃、抗菌和疏水等功能性纳米纤维；亦可在纺丝液中添加另一种纺丝高聚物溶液来制备具有新型结构或功能的纳米纤维。目前，研究者对静电纺丝技术不断进行改进，其中，气泡静电纺丝装置实现了从一个泰勒锥到数个泰勒锥的突破，是一种可实现批量化制备纳米纤维的装置，但该方法仍有很大的改进空间，如何保证生产的连续性和纺丝液的稳定性仍是课题研究的重点。
于现有技术中，申请号为201310693050.8的发明专利公开了一种气泡静电纺丝装置，包括供液池、助推器、纺丝喷嘴、高压静电发生器、接收装置，所述接收装置位于所述纺丝喷嘴的下方并接地形成负极，所述纺丝喷嘴与所述高压静电发生器相连，还包括贮液池，所述贮液池与所述供液池相连并由所述供液池提供溶液，所述助推器与所述贮液池相连并向所述贮液池提供推力，所述纺丝喷嘴位于所述贮液池的下方，所述纺丝喷嘴与所述贮液池之间通过连接管相连，所述纺丝喷嘴为倒漏斗形喷嘴。
申请号为201320364508.0的实用新型专利公开了一种大批量纳/微米纤维的静电纺丝装置，包括：具有上方开口的贮液池；与贮液池内的聚合物流体耦合连接的气泡发生装置和高压静电发生器；位于贮液池开口上方的负极收集装置，与所述的聚合物流体液面形成静电场；其中，所述的气泡发生装置包括气泵和与气泵连接的导气管，所述的导气管上设有多个气流喷头，各气流喷头分别位于所述的贮液池内的底部或中部聚合物流体中，本实用新型采用气泵喷射气流的方式可获得大量的凸起，进而获得大量的泰勒锥，最终获得大批量纳/微米纤维。
在上述专利中，对于如何补加纺丝液，以及原纺丝液与添加物混合后保持其均匀和稳定性等，此类问题都没有得到解决。
鉴于此，本实用新型提供一种气泡静电纺丝装置，以解决现有技术中存在的问题。
实用新型内容
本实用新型提供一种气泡静电纺丝装置，包括储液管、混合管、气泡管及静电发生器，所述储液管连接混合管，所述混合管连接气泡管，所述静电发生器设于气泡管尾端，其中，所述储液管上方设有加液槽，所述混合管上方设有加料槽，且所述混合管内设有混料装置，所述气泡管两侧设有吹气管，纺丝液通过所述加液槽注入所述储液管后，进入混合管并经所述加料槽加入添加物并混合均匀后进入气泡管，形成气泡的纺丝液在气泡管尾端通过静电形成射流喷出，最终形成纳米纤维。
优选的，所述气泡静电纺丝装置还包括推动器及推动杆，所述推动器推动推动杆，将储液管内的纺丝液推入混合管。
优选的，所述气泡静电纺丝装置还包括气泵，所述气泵产生的气流进入气泡管形成气泡，且气泡量与纺丝液量成正比。
优选的，所述气泡静电纺丝装置还包括接收板，纺丝液在气泡管尾端通过静电形成射流喷出到所述接收板，形成纳米纤维。
优选的，所述加液槽及加料槽结构相同，分别包括挡板、上盖、挡板提升杆及外壁，所述挡板提升杆与挡板为一体结构，所述挡板提升杆相对于上盖移动。
优选的，所述混料装置为超声波振荡器或漩涡混合器。
优选的，在气泡管上下两侧各设置有一根吹气管，且所述吹气管沿纺丝液的喷射方向与水平线成锐角。
根据本实用新型提供的气泡静电纺丝装置，包括储液管、混合管、气泡管及静电发生器，所述储液管连接混合管，所述混合管连接气泡管，所述静电发生器设于气泡管尾端，其中，所述储液管上方设有加液槽，所述混合管上方设有加料槽，纺丝过程中，可随时补加纺丝液及添加物。所述混合管内设有混料装置，所述气泡管两侧设有吹气管，纺丝液通过所述加液槽注入所述储液管后，进入混合管并经所述加料槽加入添加物并混合均匀后进入气泡管，形成气泡的纺丝液在气泡管尾端通过静电形成射流喷出，最终形成纳米纤维。如此，缩短了纺丝液与添加物混合后进行纺丝的时间，保证了原纺丝液与添加物混合均匀性和稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型较佳实施例提供的气泡静电纺丝装置主要结构示意图；
图2是本实用新型较佳实施例提供的气泡静电纺丝装置加液槽结构示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
图1是本实用新型较佳实施例提供的气泡静电纺丝装置主要结构示意图。如图1所示，本实用新型较佳实施例提供的气泡静电纺丝装置包括储液管4、混合管6、气泡管9及静电发生器17，所述储液管4连接混合管6，所述混合管6连接气泡管9，所述静电发生器17设于气泡管9尾端，其中，所述储液管4上方设有加液槽5，所述混合管6上方设有加料槽7，且所述混合管6内设有混料装置8，所述气泡管9两侧设有吹气管12和13，纺丝液通过所述加液槽5注入所述储液管4后，进入混合管6并经所述加料槽7加入添加物并混合均匀后进入气泡管9，形成气泡的纺丝液在气泡管9尾端通过静电形成射流喷出，最终形成纳米纤维。于此，所述混料装置8为超声波振荡器或漩涡混合器。
参照图1，本实施例中，所述气泡静电纺丝装置放置于支撑台1上，其还包括推动器2及推动杆3，所述推动器2推动推动杆3，将储液管4内的纺丝液推入混合管6。此外，所述气泡静电纺丝装置还包括气泵14，所述气泵14产生的气流进入气泡管形成气泡，且气泡量与纺丝液量成正比。具体地，请参见图1，在气泡管上下两侧各设置有一根吹气管12和13，且所述吹气管沿纺丝液的喷射方向与水平线成锐角，使得气泡10吹出方向与纺丝液形成的射流11方向一致。
在图1中，本实施例提供的气泡静电纺丝装置还包括接收板18。静电发生器17为高压静电发生器，其设有两根导线15和16分别与接收板18及气泡管9尾端相连。纺丝液在气泡管尾端通过静电形成射流喷出到所述接收板18，形成纳米纤维。
图2是本实用新型较佳实施例提供的气泡静电纺丝装置加液槽结构示意图。如图2所示，所述加液槽分别包括挡板51、上盖52、挡板提升杆53及外壁，所述挡板提升杆53与挡板51为一体结构，所述挡板提升杆53相对于上盖52移动。所述加液槽及加料槽结构相同，故此处对于加料槽结构不再另作附图介绍。
本实用新型较佳实施例提供的气泡静电纺丝装置工作原理为：打开加液槽上盖，将高聚物纺丝液注入加液槽中，然后提升加液槽挡板提升杆，此时加液槽挡板上升，高聚物纺丝液进入储液管。随着纺丝液逐渐进入混合管，通过加料槽加入功能性材料添加物，操作同加液槽，同时混料装置工作，实现纺丝液与添加物的混合。加液槽内为可进行纺丝的高分子聚合物；加料槽内添加物可加入纳米氧化锆、纳米银和疏水二氧化硅等功能性材料及其混合物。
接下来，推动器向前推进，当均匀混合的溶液进入气泡管时，气流从吹气管进入气泡管，气泡管内形成若干气泡。气泡在气泡管的前端形成气泡突起，打开高压静电发生器的开关，产生的静电力，在气泡突起和接收板之间形成了一个电场，从而形成连续高聚物射流，经过摆动，蒸发，细化过程，最后在接收板上收集到经功能性整理的纳米纤维。
综上所述，根据本实用新型较佳实施例提供的气泡静电纺丝装置，包括储液管、混合管、气泡管及静电发生器，所述储液管连接混合管，所述混合管连接气泡管，所述静电发生器设于气泡管尾端，其中，所述储液管上方设有加液槽，所述混合管上方设有加料槽，纺丝过程中，可随时补加纺丝液和添加物。所述混合管内设有混料装置，所述气泡管两侧设有吹气管，纺丝液通过所述加液槽注入所述储液管后，进入混合管并经所述加料槽加入添加物并混合均匀后进入气泡管，形成气泡的纺丝液在气泡管尾端通过静电形成射流喷出，最终形成纳米纤维。如此，缩短了纺丝液与添加物混合后进行纺丝的时间，保证了原纺丝液与添加物混合均匀性和稳定性。同时，密闭式的气泡静电纺丝装置，减少了环境对纺丝液的影响。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种气泡静电纺丝装置，其特征在于，包括储液管、混合管、气泡管及静电发生器，所述储液管连接混合管，所述混合管连接气泡管，所述静电发生器设于气泡管尾端，其中，
所述储液管上方设有加液槽，所述混合管上方设有加料槽，且所述混合管内设有混料装置，所述气泡管两侧设有吹气管，纺丝液通过所述加液槽注入所述储液管后，进入混合管并经所述加料槽加入添加物并混合均匀后进入气泡管，形成气泡的纺丝液在气泡管尾端通过静电形成射流喷出，最终形成纳米纤维。
2.根据权利要求1所述的气泡静电纺丝装置，其特征在于，还包括推动器及推动杆，所述推动器推动推动杆，将储液管内的纺丝液推入混合管。
3.根据权利要求1所述的气泡静电纺丝装置，其特征在于，还包括气泵，所述气泵产生的气流进入气泡管形成气泡，且气泡量与纺丝液量成正比。
4.根据权利要求1所述的气泡静电纺丝装置，其特征在于，还包括接收板，纺丝液在气泡管尾端通过静电形成射流喷出到所述接收板，形成纳米纤维。
5.根据权利要求1至4任一项所述的气泡静电纺丝装置，其特征在于，所述加液槽及加料槽结构相同，分别包括挡板、上盖、挡板提升杆及外壁，所述挡板提升杆与挡板为一体结构，所述挡板提升杆相对于上盖移动。
6.根据权利要求1至4任一项所述的气泡静电纺丝装置，其特征在于，所述混料装置为超声波振荡器或漩涡混合器。
7.根据权利要求1至4任一项所述的气泡静电纺丝装置，其特征在于，在气泡管上下两侧各设置有一根吹气管，且所述吹气管沿纺丝液的喷射方向与水平线成锐角。
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| CN201520883210.XU CN205171024U (zh) | 2015-11-06 | 2015-11-06 | 一种气泡静电纺丝装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105274634A (zh) * | 2015-11-06 | 2016-01-27 | 苏州大学 | 一种气泡静电纺丝装置 |
| CN107460642A (zh) * | 2017-09-19 | 2017-12-12 | 巢湖学院 | 一种纤维毡制备装置及其制备方法 |
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2015
- 2015-11-06 CN CN201520883210.XU patent/CN205171024U/zh not_active Withdrawn - After Issue
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| CN107460642A (zh) * | 2017-09-19 | 2017-12-12 | 巢湖学院 | 一种纤维毡制备装置及其制备方法 |
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