[实用新型]一种手持式熔融电纺装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种纺丝装置，尤其是涉及一种手持式熔融电纺装置。

背景技术

静电纺丝法是一种高效制备纳米纤维的方法，静电纺丝制造装置简单，成本低廉，原料来源广泛，聚合物、金属、陶瓷等多种材料都可通过静电纺丝制成纳米纤维。在静电纺丝工艺中，施加高压，从而在喷嘴与收集装置之间形成强电场分布。纺丝原料在电场力的作用下将被拉伸变形，在电场力和表面张力的共同作用下纺丝原料将在喷嘴下方形成锥体形状称为泰勒锥(Taylor cone)。当施加电压超过临界启动电压时，电场力突破表面张力约束打破力平衡，将从泰勒锥锥尖产生射流喷射。纺丝射流经电场拉伸与溶剂的挥发(或熔体凝固)，射流直径快速减小，形成固体纳米纤维。纳米纤维直径小、比表面积大、材料来源广泛，并己经在过众多领域获得了应用研究，并显出了巨大的市场潜力。目前，静电纺丝技术主要可分为溶液静电纺丝和熔融静电纺丝两大类。相比于溶液静电纺丝，熔融静电纺丝无需溶剂，排除了溶剂对纺丝过程的干扰，在提高纤维均匀性、扩展其应用范围等方面都着明显的优势。

在熔融静电纺丝装置方面，中国专利200920105827.3公开了一种高效喷丝头，使熔融静电纺丝的效率得到大幅度的提高；中国专利201220111418.6公开了一种熔融静电纺丝装置，解决了实验用熔融静电纺丝装置成本高，结构复杂，并且无法对整个实验装置进行调温恒温的问题；中国专利201110240911.8公开一种丝刷式微分熔融静电纺丝装置及方法，引入微分丝刷技术，改变了传统使用多喷头或毛细管组件提高静电纺丝效率的方式，极大地提高了纺丝效率，降低了制造和安装成本，有望实现熔融静电纺丝大规模工业化。在装置的微小化方面，中国专利201310025425.3公开了一种小型静电纺丝装置，具有体质小，质量轻和便于携带等优点，但此装置生产效率较低，实用性能较差，仅可作为教学演示装置。且上述装置仍主要为桌面式，不方便携带使用。

发明内容

本实用新型的目的在于提供喷射稳定、便于操作的一种手持式熔融电纺装置。

本实用新型设有收集板、电极、熔融喷头、加热电阻丝、齿轮、电机、物料棒、齿条、与外部高压电源连接的电源线、与外部低压电源连接的电源线、控制芯片、电源启动按钮和压接开关；所述电极固定在熔融喷头，熔融喷头的侧壁上缠绕有加热电阻丝，纺丝熔体置于熔融喷头的内腔，熔融喷头的后端与物料棒链接；电源启动按钮与加热电源连接；压接开关与高压电源连接；高压电源的正极与熔融喷头前的电极电连通，收集板接地；齿轮固定在动力装置的驱动轴上，齿轮上设置有齿条，齿条与送料组件活动链接。

本实用新型的体积和重量小，便于携带，使用更加方便，将熔融喷头、熔体存储和加热装置制成一体化，提高了纺丝的稳定性，有利于实现熔融静电纺丝技术的小批量化生产与便捷式应用。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构组成示意图。

图2为本实用新型实施例的熔融喷头结构示意图。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本实用新型作进一步说明。

本实施例的主体结构包括收集板1、电极2、熔融喷头3、加热电阻丝4、齿轮5、电机6、物料棒7、齿条8、与外部高压电源连接的电源线9、与外部低压电源连接的电源线10、控制芯片11、电源启动按钮12和压接开关13，熔融喷头3的前端固定有电极2，熔融喷头3的侧壁上缠绕有加热电阻丝4，熔融喷头3的内腔中置有纺丝熔体，熔融喷头3的后端与物料棒7链接；电源启动按钮12用于控制加热电源的按钮；压接开关13用于控制高压电源的开关，在受到外部轻微压力时开关接通，压力消失后开关断开；高压电源的正极与熔融喷头前的电极2电连通，收集板1接地；装置上固定有动力装置，动力装置的驱动轴上固定有驱动齿轮5，齿轮5上设置有齿条8，齿条8与送料组件活动链接。

本实用新型实施例使用时，先用手握住手枪式壳体16的把手14，通过激光测距仪15将本实用新型置于收集板1前的10cm处，方向指向收集板1；将物料棒7伸入手枪式壳体16中，按下电源启动按钮12，加热电阻丝4通电加热，5～10min后，用拇指按住压接开关13，拇指的压力控制动力装置的电机6的功率，推动熔融喷头3内腔的纺丝熔体缓慢流出，同时接通压接开关13，使电极2处带有高压，并从熔融喷头处喷出纤维沉积在收集板1上；待纺丝完毕后，将手松开，压力消失，压接开关13断开，纺丝溶液停止流出，关闭电源启动按钮12，纺丝结束。