[发明专利]一种便携气流辅助静电纺丝面膜仪

说明书

本发明涉及一种便携气流辅助静电纺丝面膜仪，该设备包括手持绝缘外壳、干电池组、电源导线、电源开关、转换导线、高压转换器、高压导线、气流手柄、上端盖、气孔、储液瓶、前端盖、出丝孔、气流孔、金属导液管、叶片、叶片轴、齿轮箱；所述干电池组作为电源，通过高压转换器转换产生高压静电；所述储液瓶中液体重力和大气压推动纺丝液，无需额外推动力；通过按压所述气流手柄带动齿轮箱内齿轮转动，从而驱动叶片转动产生气流；气流通过所述手持绝缘外壳前端的气孔和所述前端盖上的出丝孔对金属导液管口的液体进行辅助纺丝；该设备简便易携，操作简单，喷丝效率高，气流辅助有利于减弱出丝口附近的静电干扰和纤维堵塞，实现纤维的定向沉积。

技术领域

本发明涉及一种手持便携静电纺丝装置，能用气流辅助来快速制备面膜，属于静电纺丝技术领域。

背景技术

静电纺丝技术是制备纳米纤维膜的有效方法之一，其原理可以简述为纺丝溶液在高压电场作用下形成带电射流由喷嘴喷出，射流在飞向收集装置的过程中发生劈裂和拉伸，同时溶剂挥发、干燥、固化，形成纳米纤维；静电纺丝技术制备的纳米纤维膜具有比表面积大、长径比大、孔隙率高等特点；在生物组织工程、医用材料、防护服和口罩、新能源、功能器件等领域展现出极大的应用潜力。

目前对于静电纺丝技术研究呈现出两种趋势：一是纤维的精确沉积定位，由于静电纺丝过程的鞭动和不稳定运动，不利于射流的定向精确沉积，因此开发一种辅助纤维定向沉积的静电纺丝设备是十分有意义的；二是工业化大规模生产，在实际应用时，一般都是先制备纤维膜，然后再转移到使用部位，其转移过程和纤维膜的贮存难度较大，同时现有的静电纺丝设备体积较大不易携带，且对外接电源依赖性很强，因此开发一种不受外接电源限制且方便携带可直接喷涂的静电纺丝设备是十分必要的。

然而目前的静电纺丝设备大多体积庞大不便于携带，存在纺丝过程中针头容易堵塞、纤维无法定向沉积等缺点；针对上述问题，市面上出现了小型便携式静电纺丝设备，例如中国专利CN108560066A公布了一种手持便携式静电纺丝设备可直接将纳米或微米级丝状材料喷涂于各种表面(如皮肤，大物体等)；但此设备采用单针头纺丝，喷涂过程所需要的时间比较长、效率低且针头易堵塞；中国专利CN203754859U公布的手持式静电纺丝装置无需纺丝液推动装置，直接利用储液器中液体自重，通过溶液流道向针头提供纺丝液，但该设备未指出储液器如何与大气相通以及是否存在溶剂挥发问题；中国专利CN108441972A公布的一种气流辅助手持便携式静电纺丝设备及克服现有的技术问题，在气流辅助的作用下实现纤维的定向沉积，但该设备操作人员需要手动按压一次性注射器的活塞柄尾端，这会导致纺丝液的推进速率及流量大小不好控制，影响静电纺丝的质量；中国专利CN110670150A公布的静电纺丝装置采用手摇发电式的便携式高压电源为电纺过程提供所需高压电，可在断电环境下持续工作，但由于采用的电压不稳定，所以导致整个纺丝距离较短，纤维产率较低，实用性差。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的问题，利用静电纺丝技术，采用无针头的模式，结合储液瓶中液体自重的因素和气流辅助纺丝的优势，提供一种高效便携的静电纺丝面膜仪。

本发明一种便携气流辅助静电纺丝面膜仪包括手持绝缘外壳、干电池组、电源导线、电源开关、转换导线、高压转换器、高压导线、气流手柄、上端盖、气孔、储液瓶、前端盖、出丝孔、气流孔、金属导液管、叶片、叶片轴、齿轮箱；所述电源开关安装在手持绝缘外壳外侧；所述干电池组、高压转化器、储液瓶安装在所述手持绝缘外壳内；所述干电池组与所述电源开关用电源导线相连；所述电源开关与所述高压转换器用转换导线相连；所述高压转换器和所述金属导液管用高压导线相连；制备面膜的溶液储存在所述储液瓶中；所述储液瓶上端设有上端盖，所述上端盖上设有气孔；所述金属导管一端连接在储液瓶下端，另一端连接在所述手持绝缘外壳前端，给储液瓶中的溶液提供了流道；所述前端盖上设有出丝孔，内有螺纹，与所述手持绝缘外壳为螺纹连接；所述手持绝缘外壳前端设有气流孔；所述气流手柄与齿轮箱相连；所述叶片轴一端与所述齿轮箱中的齿轮相连，另一端与所述叶片相连。