CN215163336U - 一种磁场辅助的静电纺丝纳米纤维取向调控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种磁场辅助的静电纺丝纳米纤维取向调控装置，由微量注射泵、针头固定座、纺丝针头、圆筒、收集电极、励磁线圈、高压静电电源和恒流电源组成。纺丝针头与高压静电电源的正极连接，收集电极与高压静电电源的负极连接；微量注射泵的一端通过输液管与纺丝针头连接，纺丝针头另一端带有喷液口并朝向圆筒内部；针头固定座为顶部稍大的圆柱形活塞，其中心轴线开有圆孔，纺丝针头通过该圆孔插入圆筒内部；圆筒为绝缘有机玻璃材质，其腔体为圆柱形；收集电极为固定在在圆筒内壁的金属电极，其形状为圆筒形；励磁线圈绕制在圆筒外部；励磁线圈与恒流电源相连接；励磁线圈与圆筒同轴，所述纺丝针头位于圆筒中心轴线上。
Description
技术领域
本实用新型涉及静电纺丝纳米纤维制备技术领域，具体为一种磁场辅助的静电纺丝纳米纤维取向调控装置。
背景技术
静电纺丝是利用高压静电场实现纳米纤维制备的一种纺丝技术，是静电雾化或电喷的一种特殊形式，也简称为“静电纺”或“电纺”。在静电纺丝过程中，高压静电场使聚合物溶液或熔体带电，在喷头末端处形成悬垂的液滴，当液滴表面的电荷斥力超过其表面张力时，在液滴表面就会高速喷射出带电的聚合物微小液体流，在一个较短的距离内经过电场力的高速拉伸和溶剂挥发，最终沉积在接收极板上，形成无纺布形式的聚合物纳米纤维。利用该方法制备纳米纤维虽然方法简单，但也存在一些局限性，如悬垂液滴以泰勒锥形式摆动造成制备的纳米纤维取向杂乱，无规排布。有序纳米纤维在组织工程、复合增强材料、生物医用、光电子器件等领域都有重要的应用前景。一种磁场辅助的静电纺丝纳米纤维取向调控装置是简单、有效的制备按一定取向排布纳米纤维的装置。
发明内容
本实用新型提供了一种磁场辅助的静电纺丝纳米纤维取向调控装置，以制备有序排布的纳米纤维，解决因静电纺丝过程中液滴以泰勒锥形式摆动，射流不稳定而导致的纳米纤维取向杂乱、无规排布问题。该装置设计合理，在外加磁场辅助下，静电纺丝制备的取向纤维具有广泛的应用前景。
本实用新型解决其技术问题所采用的方案是：
一种磁场辅助的静电纺丝纳米纤维取向调控装置，所述装置包括：微量注射泵、针头固定座、纺丝针头、圆筒、收集电极、励磁线圈、高压静电电源和恒流电源。
优选地，所述纺丝针头与高压静电电源的正极连接，所述收集电极与高压静电电源的负极连接。
优选地，所述微量注射泵的一端通过输液管与纺丝针头连接，纺丝针头另一端带有喷液口并朝向圆筒内部。
优选地，所述针头固定座为顶部稍大的圆柱形活塞，其中心轴线开有圆孔，纺丝针头通过该圆孔插入圆筒内部。
优选地，所述圆筒为绝缘有机玻璃材质，其腔体为圆柱形。
优选地，所述收集电极为固定在在圆筒内壁的金属电极，其形状为圆筒形。
优选地，所述励磁线圈绕制在圆筒外部，且励磁线圈为铜丝绕制。
优选地，所述励磁线圈与恒流电源相连接，恒流电源可为励磁线圈施加电流，进而在线圈内部产生稳定的磁场。
优选地，所述励磁线圈与圆筒同轴，所述纺丝针头位于圆筒中心轴线上。
本实用新型通过调节恒流电源的电流大小，可实现纳米纤维取向调控。通过恒流电源的电流大小调节，可对励磁线圈产生磁场的磁感应强度大小进行调节，进而使得带电的纺丝射流所受安培力变化，实现对纳米纤维按一定取向排布的结构调控。该装置结构简单，操作方便。
附图说明
附图1为本实用新型的结构示意图。
图中：1-微量注射泵，2-针头固定座，3-纺丝针头，4-圆筒，5-收集电极，6-励磁线圈，7-高压静电电源，8-恒流电源。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
一种磁场辅助的静电纺丝纳米纤维取向调控装置，其操作过程为：①将恒流电源8正负极与励磁线圈6相连，并设置适当的恒流电源8的电流；②高压静电电源7的正极与纺丝针头3相连，负极与收集电极5相连，并设置适当的高压静电电源7的电压；③将制备的纺丝液注入微量注射泵1，并设置适当的注射速率。以上步骤就绪后即可开始静电纺丝制备具有一定取向的纳米纤维。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的有益效果进行了进一步详细说明，以上实施方式的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (5)
1.一种磁场辅助的静电纺丝纳米纤维取向调控装置，其特征是，其结构包括：微量注射泵(1)、针头固定座(2)、纺丝针头(3)、圆筒(4)、收集电极(5)、励磁线圈(6)、高压静电电源(7)和恒流电源(8)，纺丝针头(3)与高压静电电源(7)的正极连接，收集电极(5)与高压静电电源(7)的负极连接，微量注射泵(1)的一端通过输液管与纺丝针头(3)连接，纺丝针头(3)另一端带有喷液口并插入圆筒(4)内部。
2.根据权利要求1所述的磁场辅助的静电纺丝纳米纤维取向调控装置，其特征是：所述圆筒(4)的腔体为圆柱形。
3.根据权利要求1所述的磁场辅助的静电纺丝纳米纤维取向调控装置，其特征是：针头固定座(2)为顶部稍大的圆柱形活塞，其中心轴线开有圆孔。
4.根据权利要求1所述的磁场辅助的静电纺丝纳米纤维取向调控装置，其特征是：所述励磁线圈(6)绕制在圆筒(4)外部。
5.根据权利要求1所述的磁场辅助的静电纺丝纳米纤维取向调控装置，其特征是：所述励磁线圈(6)与圆筒(4)同轴，所述纺丝针头(3)位于圆筒(4)的中心轴线上。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115652533A (zh) * | 2022-11-09 | 2023-01-31 | 武汉纺织大学 | 外加磁场辅助微流控制取纳米纤维薄膜的系统及使用方法 |
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