[实用新型]一种无针头式静电纺丝装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种静电纺丝装置，特别涉及一种适用于纳米纤维量产的无针头式静电纺丝装置。

背景技术

静电纺丝技术是一种利用高压静电使聚合物溶液或熔体液滴带电并产生射流，从而形成纳米纤维的方式。

与传统超细纤维相比，纳米纤维种类繁多，且具有更高的比表面积，因此在很多高科技领域都展现出良好的应用前景，如：生物医药、组织工程、光电材料、生物传感等领域，因此，未来对纳米纤维的需求会不断增加，对静电纺丝装置的要求也将越来越高。

传统的静电纺丝装置通过挤压毛细管(针头)的方式使聚合物溶液或熔体在针尖处形成液滴，再通过电场作用将聚合物原料制成纳米纤维。然而，利用该方式制备纳米纤维效率很低，不适宜量产作业。

基于以上所述，面对未来对于纳米纤维需求量的提升，一种适用于纳米纤维量产的设备开发将很有必要性。

实用新型内容

根据上述问题，本实用新型旨在设计制作一种适用于纳米纤维量产的设备。

本实用新型提供一种无针头式静电纺丝装置，包括，底板，为一平板，所述底板上平行等距地设有两列支撑件2，所述两列支撑件2彼此一一对应，且每两个相对应的支撑件2顶端均通过同一根金属丝1，所述金属丝1直径小于等于0.5cm；给液机构，位于两列相对应的支撑件2之间，所述给液机构包括呈中空管体结构的给液管3及与所述给液管3相连的动力单元7，在所述给液管3方向相对的两个侧壁上各等距开设有若干通孔，所述两侧壁上通孔一一相对，所述侧壁外通孔处还设有给液头4，所述金属丝1从其中一个侧壁上的给液头4穿入，从另一侧壁上对应给液头4穿出；其中，位于两个相对通孔处的给液头4与穿过所述给液头4的金属丝1在同一直线上，所述动力单元7驱动所述给液管3使所述给液头4沿所述金属丝1运动。

由于聚合物溶液在金属丝表面受张力和黏性作用会自发形成聚合物溶液液滴，通过对金属丝添加高压静电，使带电液滴在电场作用下形成泰勒锥，从而可进一步地形成纳米纤维。这一过程中，由于聚合物溶液液滴是自发形成的，因此金属丝上能形成的泰勒锥数量多且大小均匀，有利于大量、均匀的纳米纤维的形成。

优选地，所述的无针头式静电纺丝装置，其中，所述金属丝1固定于所述支撑杆顶端。

优选地，所述的无针头式静电纺丝装置，其中，所述同一金属丝1两端分别缠绕在两个滚轴10上，位于所述两个滚轴10之间的金属丝1通过两个对应的支撑杆顶端。

所述金属丝1除了直接简单固定在支撑杆顶端外，还可以通过先两端缠绕在滚轴10上，再将两滚轴10间的部分撑接在两支撑杆上的方式固定，采用这种方式是因为金属丝1使用一段时间后需进行更换，否则会影响纳米纤维的产量，这种固定方式的优点是：当支撑杆间的金属丝1用一段时间后，可通过转动滚轴10更换一段新的金属丝1，从而减少了拆卸所消耗的人力和时间。

优选地，所述的无针头式静电纺丝装置，其中，所述支撑件2为绝缘杆或绝缘板。

优选地，所述的无针头式静电纺丝装置，其中，所述给液管3通过泵8与所述储液罐9相连。所述给液管3用于存放及输送聚合物溶液，所述给液管3可单独使用，也可以通过泵8与储液罐9连用。

优选地，所述的无针头式静电纺丝装置，其中，所述给液管3所用材料为绝缘材料。

优选地，所述的无针头式静电纺丝装置，其中，所述给液头4为长度大于0.1cm、出口内径小于0.5cm的中空管体结构。优选地，所述给液头4为中空的圆柱型管体或圆锥型管体。

优选地，所述的无针头式静电纺丝装置，其中，所述给液头4出液端设有一挡板5，所述挡板5位于所述出液端上方。所述挡板5随给液头4运动而运动，所述挡板5的设置用于防止给液头4沿金属丝1移动时，在出液端形成较大液滴，生成较粗纤维。

优选地，所述的无针头式静电纺丝装置，其中，位于所述两个相对应支撑件2之间的金属丝1上还设有清理挡板6，所述给液头4出液端沿金属丝1滑动，并从所述清理挡板6上的通孔穿过，所述清理挡板6将所述给液头上残留物刮除。清理挡板6采用绝缘、可变形材料。

优选地，所述的无针头式静电纺丝装置，其中，所述动力单元7为步进电机或直流电机，所述动力单元7连接给液管3，由电机驱动给液管3在金属丝1上往返移动，从而在金属丝1表面涂抹聚合物溶液，动力单元7速率可调。

对所述无针头式静电纺丝装置中金属丝1施加高压静电，并于装置上方设接收电极或其他接收装置，通过运行本装置，即可高效、大量地生产纳米纤维，本实用新型采用的装置成本低，操作方便，适用于纳米纤维量产。

附图说明