[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

说明书

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。

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。