RO126949A2 - Echipament de obţinere a nanofibrelor prin sistem computerizat de electrofilare - Google Patents
Echipament de obţinere a nanofibrelor prin sistem computerizat de electrofilare Download PDFInfo
- Publication number
- RO126949A2 RO126949A2 ROA201000492A RO201000492A RO126949A2 RO 126949 A2 RO126949 A2 RO 126949A2 RO A201000492 A ROA201000492 A RO A201000492A RO 201000492 A RO201000492 A RO 201000492A RO 126949 A2 RO126949 A2 RO 126949A2
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- equipment
- polymeric
- nanofibers
- computerized
- parameters
- Prior art date
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/0007—Electro-spinning
- D01D5/0061—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
Abstract
Invenţia se referă la un echipament de obţinere a nanofibrelor prin electrofilare. Echipamentul conform invenţiei este alcătuit dintr-un tub conţinând un fluid polimeric, destinat formării de nanofibre, o pompă calibrată, pentru generarea unei presiuni şi curgeri constante a fluidului în tub, o sursă de tensiune înaltă, care acţionează asupra fluidului, inducând o încărcare electrostatică asupra acestuia, odată cu creşterea intensităţii câmpului electric, determinând ejectarea fluidului polimeric, sub formă de jet, jetul de fluid polimeric începând un proces de răsucire în urma căruia se formează fibre polimerice de dimensiuni nanometrice, care se colectează pe un ecran colector cu împământare.
Description
DENUMIREA INVENȚIEI
Echipament de obținere a nanofibrelor prin sistem computerizat de electrofilare
Invenția prezintă un echipament de obținere a nanofibrelor din soluții polimerice prin sistem computerizat de electrofilare având la baza ideea de modularitate și control automat al procesului de electrofilare pentru o multitudine de aplicații medicale, medii de filtrare și alte domenii.
de de de
In scopul electrofilarii prin sistem computerizat invenția rezolva o problema tehnica noua.
Problema tehnica rezolvata prin prezenta invenție este realizarea unui echipament de obținere a nanofibrelor din soluții polimerice prin sistem computerizat de electrofilare care permite variația sistematică a unui număr mare de parametri ce influențează procesul electrofilare si respectiv structura si caracteristicile nanofibrelor obținute.
Conform invenției, echipamentul este inovativ prin aceea ca, prin componente hardware și software, echipamentul permite comanda si controlul următoarelor categorii parametrii: parametrii de sistem (distanta dintre capilar si colector, viteza de deplasare a duzei respectiv a ecranului colector, latimea jetului degajat de duza, debitul si volumul soluției de polimer din seringa), parametrii de proces (tensiunea câmpului electric, curentul total al jetului, viteza de curatare a vârfului filierei), parametrii ambientali (temperatura mediului ambiant, umiditatea atmosferica, viteza aerului din mediul ambiant).
Determinarea caracteristicilor nanofibrelor rezultate in urma electrofilarii, presupune cunoașterea in prealabil a următoarelor caracteristici ce țin de soluția polimerica procesata: masa moleculara, distribuția masei moleculare, viscozitatea, conductivitatea, constanta dielectrica a soluției, tensiunea superficiala, densitatea soluției polimerice.
Echipamentul conform invenției conduce la următoarele avantaje: prin construcție (software și hardware), echipamentul permite obținerea de nanofibre, nanotuburi si plase cu caracteristici dirijate, cu orientare si uniformitate ridicata, pentru o multitudine de aplicații medicale si medii de filtrare. Sistemul permite adaptarea echipamentului pentru diverse tipuri constructive de sisteme colectoare, permițând utilizarea unei game lar^t^^soîu^bpșlimerice.
In cele ce urmează se prezintă un exemplu de realizare a ir^^tiei in IcgăturaXcu fig. 1 si fig. 2, care reprezintă: ' ” < i
Centrul IT pentru Stiinta si Tehnologie (CTTST) București
Director general
Dr. ing. Cramariuc Bogdan
Universitat^iȚ^hM&yiG^tirghe Asachi' Facultatea deMS
Rector
Prof. dr. ing. Giurma Ion
CC 2 O 1 O - O O 4 9 2 - O 8 ~Ub- 2010 fig. I, schema de principiu a echipamentului de obținere a nanofibrelor prin sistem computerizat de electrofilare;
fig. 2, schema bloc a echipamentului de obținere a nanofibrelor prin sistem computerizat de electrofilare.
Tehnologia de electrofilare presupune aplicarea unui voltaj foarte mare la nivelul unui capilar si pomparea unei soluții de polimer prin acesta. Nanofibrele polimerici emise de capilar sunt colectate sub forma de material netesut pe o placa impamantata sub capilar.
In procesul de electrofilare (fig.l), se aplica o tensiune înalta pentru a creea un jet încărcat electric de soluție polimerica, ce usucă sau solidifica soluția in vederea formarii de nanofibre. Un electrod este plasat in soluție, iar celalalt se ataseaza la un colector. Câmpul electric este aplicat unui capat de tub capilar ce conține fluidul polimeric, tinut de propria tensiune superficiala, inducând astfel o încărcare electrostatica asupra lichidului. Respingerea mutuala a sarcinilor electrice actioneaza ca o forța direct opusa tensiunii superficiale. Odata cu creșterea intensității câmpului electric, suprafața semisferica a fluidului din vârful capilarului se alungește pentru a forma un con, cunoscut sub numele de conul Taylor. Creșterea intensității câmpului electric presupune atingerea unei valori critice a acesteia, când, forța electrostatica de respingere depășește tensiunea superficiala, moment in care, un jet de fluid, incarcat electric, este ejectat din vârful conului Taylor. Jetul de soluție polimerica ejectat începe un proces de răsucire in care solventul se evapora lasand in urma o fibra polimerica de dimensiuni nano, cu sarcina electrica si care se aseaza pe un ecran colector cu impamantare.
Soluția polimerica se afla intr-un tub de sticla (pipeta), ce este conectata la o seringa.
O pompa calibrata atașata la pistonul seringii generează presiune si curgere constanta a fluidului prin pipeta. Forța de electrofilare este data de o sursa de înalta tensiune prin intermediul unui cablu imersat in soluție. Sursa de tensiune înalta generează pana la 30 kV, cu polaritate pozitiva sau negativa. Reglarea debitului de lichid și intensitatea câmpului electric controlează viteza de electrofilare.
Descrierea de mai sus a procesului de electrofilare, sugerează făptuirea asupra procesului i · .> r ' ή.' si respectiv caracteristicilor nanofibrelor rezultate actioneaza o serieTl^ parametrii si caracteristici, după cum urmează:
Centrul IT pentru Stiinta si Tehnologie (CITST) București
Director general
Dr. ing. Cramariuc Bogdan
UniversiraÎ^a’Tțhni^î heorghe Asachi” Facultatea deiTe-Pielarie Rector
Prof. dr. ing. Giurma Ion
<\“2 Ο 1 0 - Ο 0 4 9 2 - Ο 8 -υο- 2010
- parametrii de sistem: distanta dintre capilar si colector, viteza de deplasare a duzei respectiv a ecranului colector, latimea jetului degajat de duza, debitul si volumul soluției de polimer din seringa);
parametrii de proces (tensiunea câmpului electric, curentul total al jetului, viteza de curatare a vârfului filierei);
parametrii ambientali (temperatura mediului ambiant, umiditatea atmosferica, viteza aerului din mediul ambiant);
caracteristici ale soluției polimerice: masa moleculara, distribuția masei moleculare, arhitectura polimerului (ramificată, liniara), viscozitatea, conductivitatea, constanta dielectrica a soluției, tensiunea superficiala respectiv densitatea soluției polimerice.
Echipamentul de obținere a nanofibrelor prin sistem computerizat de electrofilare conform invenției are configurația prezentata in fig. 2.
Computerul, prin componentele sale de hardware si software, controlează toate subansamblele și asigura programarea și controlul procesului de electrofilare cu următorii parametrii principali: sursa de înalta tensiune (tensiune aplicata), seringa de pompare (debitul de curgere), motor colector rotativ (viteza colectorului), motor duza mobila (viteza de deplasarea a duzei).
Echipamentul de obținere a nanofibrelor prin sistem computerizat de electrofilare conform invenției are următoarele dimensiuni de gabarit:
1. Camera echipament......................830x630x880 mm;
2. Camera suport............................ 550x400x580 mm.
si următoarele caracteristici fizice care sunt prezentate in tabelul nr. 1:
Tabelul nr. 1
Condiții de lucru (de interior) Tensiune [V]
Temperatura [°C]
Umiditate [%]
-30
30-70 (fara condensare)
Curent alternativ, 50 Hz, 170-250
Consum de energie electrica [kW]
Greutate totala [ kg]
Ventilație [ m3/min] max 2
Centrul IT pentru Stiinta si Tehnologie (CITST) București
Director general
Dr. ing. Cramariuc Bogdan max 120 max 0.1
^-2010-00492-- £/
Ο 8 -Ub- 2010
Echipamentul de obținere a nanofibrelor prin sistem computerizat de electrofilare conform invenției, îndeplinește următoarele caracteristici funcționale prezentate in tabelul nr. 2:
Tabelul nr. 2
| Valorile parametrilor | Domeniul de reglaj | Rezoluție | Observații | ||
| Minima | Maxima | ||||
| Tensiunea înalta [kV] | 0.5 | 30 | 0.5 | ||
| Volumul soluției [ml] | 0.1 | 10 | 0.1 | ||
| Debitul de curgere [ml/h] | 0.1 | 99.9 | 0.1 | ||
| Diametrul seringii [mm] | 5 | 30 | 0.1 | ||
| Viteza de rotatie a colectorului cilindric (D=200 mm, L=220 mm) [rot/min] | 0 | 2500 | 50 | ||
| Intervalul de deplasare a suportului duzei [mm] | X | 0 | 200 | 1 | Automat |
| Y | 0 | 80 | 1 | Manual | |
| Z | 0 | 150 | 1 | Manual | |
| Viteza de deplasare a duzei [mm/s] | 0 | 300 | 1 | ||
| Interval de curatare a vârfului capilarului [s] | 5 | 60 s pana la 60 min | 1 |
Prin construcție (software și hardaware), echipamentul permite obținerea de nanofibre, nanotuburi si plase cu caracteristici dirijate, cu orientare si uniformitate ridicata, pentru o multitudine de aplicații medicale si medii de filtrare. Sistemul permite adaptarea echipamentului pentru diverse tipuri constructive de sisteme colectoare, permițând utilizarea unei game largi de soluții polimerice.
Centrul IT pentru Stiinta si Tehnologie (CITST) București
Director general
Dr. ing. Cramariuc Bogdan
Universit^â^eShnica^rifec^ghe Asachi Facultatea d^XeXtiletPiețime Rector
Prof. dr. ing. Giurma Ion
Claims (3)
- REVENDICĂRI1. Echipament de obținere a nanofibrelor din soluții polimerice, prin sistem computerizat de electrofilare. caracterizat prin aceea ca, echipamentul, prin componentele realizate (hardware si software), permite comanda si controlul următoarelor categorii de parametrii: parametrii de sistem (distanta dintre capilar si colector, viteza de deplasare a duzei respectiv a ecranului colector, latimea jetului degajat de duza, debitul si volumul soluției de polimer din seringa), parametrii de proces (tensiunea câmpului electric, curentul total al jetului, viteza de curatare a vârfului filierei), parametrii ambientali (temperatura mediului ambiant, umiditatea atmosferica, viteza aerului din mediul ambiant).
- 2. Echipament de obținere a nanofibrelor din soluții polimerice, prin sistem computerizat de electrofilare, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea ca, permite determinarea prin calcul a caracteristicilor dimensionale ale nanofibrelor, pe baza tuturor parametrilor aplicați in proces si a informațiilor inițiale referitoare la caracteristicile soluției polimerice procesate: masa moleculara, distribuția masei moleculare, viscozitatea, conductivitatea, constanta dielectrica a soluției, tensiunea superficiala respectiv densitatea soluției polimerice.
- 3. Echipament de obținere a nanofibrelor din soluții polimerice, prin sistem computerizat de electrofilare, conform revendicării 1 si 2, caracterizat prin aceea ca, echipamentul prin construcție (software și hardaware), permite obținerea de nanofibre, nanotuburi, plase, cu caracteristici dirijate, cu orientare si uniformitate ridicata, pentru o multitudine de aplicații medicale si medii de filtrare. Sistemul permite adaptarea echipamentului pentru diverse tipuri constructive de sisteme colectoare, permițând utilizarea unei game largi de soluții polimerice.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201000492A RO126949A2 (ro) | 2010-06-08 | 2010-06-08 | Echipament de obţinere a nanofibrelor prin sistem computerizat de electrofilare |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201000492A RO126949A2 (ro) | 2010-06-08 | 2010-06-08 | Echipament de obţinere a nanofibrelor prin sistem computerizat de electrofilare |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO126949A2 true RO126949A2 (ro) | 2011-12-30 |
Family
ID=45374052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ROA201000492A RO126949A2 (ro) | 2010-06-08 | 2010-06-08 | Echipament de obţinere a nanofibrelor prin sistem computerizat de electrofilare |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO126949A2 (ro) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103147179A (zh) * | 2013-03-27 | 2013-06-12 | 中原工学院 | 静电纺纳米纤维喷气纺纱机与使用方法 |
-
2010
- 2010-06-08 RO ROA201000492A patent/RO126949A2/ro unknown
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103147179A (zh) * | 2013-03-27 | 2013-06-12 | 中原工学院 | 静电纺纳米纤维喷气纺纱机与使用方法 |
| CN103147179B (zh) * | 2013-03-27 | 2015-08-26 | 中原工学院 | 静电纺纳米纤维喷气纺纱机与使用方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Angammana et al. | Fundamentals of electrospinning and processing technologies | |
| Zargham et al. | The effect of flow rate on morphology and deposition area of electrospun nylon 6 nanofiber | |
| CN105862146B (zh) | 一种制备三维微纳导电组织工程支架的复合电纺装置 | |
| CN100593592C (zh) | 用于得到聚合物纤维的喷丝头组合体及聚合物纤维形成方法 | |
| CN101586288B (zh) | 阵列多喷头静电纺丝设备 | |
| CN105821497A (zh) | 一种双圆环状狭缝式静电纺丝装置及方法 | |
| CN104451912A (zh) | 成形微纳米纤维的制备装置及制备方法 | |
| CN106480518B (zh) | 一种静电纺丝收集装置及梯度取向结构纳米纤维的制备方法 | |
| CN105506758A (zh) | 一种锯齿形环状无针式静电纺丝装置及其使用方法 | |
| CN101314869A (zh) | 一种制备高分子纳米纤维的装置和纺丝方法 | |
| CN105350089A (zh) | 一种基于负压收集的气电纺三维支架制备方法及装置 | |
| CN105350093A (zh) | 一种负压阵列离心气电纺丝装置 | |
| CN106012053A (zh) | 静电纺丝微纳米纤维装置及制备微纳米纤维的方法 | |
| CN103060932A (zh) | 一种转鼓式静电纺丝装置 | |
| CN106222763A (zh) | 一种连续制备螺旋微纳米纤维的静电纺丝装置及其方法 | |
| CN101880916A (zh) | 量产制备纳米纤维的方法 | |
| Haider et al. | Electrohydrodynamic processes and their affecting parameters | |
| Olkhov et al. | Process optimization electrospinning fibrous material based оn polyhydroxybutyrate | |
| CN206457563U (zh) | 一种新型便携式静电纺丝装置 | |
| CN106048749B (zh) | 一种直线形槽状无针式静电纺丝装置及纺丝方法 | |
| CN108660522B (zh) | 毛细管静电纺丝装置及纺丝方法 | |
| Nurwaha et al. | Investigation of a new needleless electrospinning method for the production of nanofibers | |
| CN106555235A (zh) | 一种新型便携式静电纺丝装置 | |
| CN204738056U (zh) | 一种便携式静电纺丝设备 | |
| CN101255611A (zh) | 定向排列的聚合物螺旋纳米纤维电纺制备方法及其设备 |