[发明专利]一种动态平行滚筒电极静电纺丝设备及方法

说明书

技术领域

本发明属于静电纺丝技术领域，具体涉及一种动态平行滚筒电极静电纺丝设备及方法。

背景技术

静电纺丝技术是现今唯一有效制取纳米纤维的方法。静电纺丝制取的纳米级和亚纳米级纤维膜应用潜力十分巨大，其具有孔隙率高、比表面大等优点，现在已广泛应用于组织工程支架、电池的隔膜及电极、化学催化剂和传感器等方面，涉及到生物医学、电工电子和化工等技术领域，所以获取高质量的纳米纤维体显得十分迫切。

虽然静电纺丝技术简单、易操作，并且能获得纳米纤维，但还存在一些问题，制取的静电纺丝纳米纤维排列方向的不可控性就是其中之一。静电纺丝技术是利用高速带电细射流在强静电场下，使细射流中的同种电荷相互排斥而细化分裂得到纳米纤维，由于细射流分裂成丝的方向是随机的，所以造成纤维杂乱排列取向度低。而现在纳米纤维的应用往往需要较好的取向度，比如纳米纤维做细胞培养支架时，排列比较好的纳米纤维体，能使细胞沿规律方向生长。静电纺丝实践生产中，现在用的最多的是平板式电极接收器和滚筒式电极接收器，平板式和滚筒式都可大量接收二维电纺纤维，但得到的电纺纤维取向度很低，限制了电纺纤维的应用。现在的研究者设计不同的接收器来提高电纺纤维的取向度，其中最典型并且效果比较好的是平行电极接收器，如平行条形电极接收器、平行环形电极接收器等，它们都得到比较好取向度的一维纳米纤维体。

现在静电纺丝制备纳米纤维用的最多的是平板式接收器和滚筒式接收器。平板式接收器接收纤维取向度很低，滚筒式接收器相对于平板式接收器取向度略有提高，但取向度仍然比较低。

现在多种多样的平行电极接收器虽然可接收到取向度比较好的纳米纤维体，但无法真正应用到大量静电纺丝纳米纤维制备中。其主要缺点是，由于平行电极接收器两电极间距比较小，一般为5-15cm之间，所以往往一次接收到的静电纺丝纤维的量比较少，并且一般只能接收到一维纳米纤维，因为接收的量稍微增加后，再接收到的纤维将又会出现无规律排列。

鉴于上述原因，本发明提供一种动态平行滚筒电极静电纺丝设备及方法，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明提供一种动态平行滚筒电极静电纺丝设备，包括PLC控制器、注射泵、喷丝头及接收器，所述PLC控制器控制注射泵及接收器，其中，所述注射泵用于向喷丝头供液，所述接收器设有至少一对平行滚筒电极，该平行滚筒电极接收器与注射泵协同工作，动态旋转接收纤维。

优选的，所述接收器还包括底座、滚筒支撑架、电机支撑架、电机及联轴器，所述平行滚筒电极置于滚筒支撑架上，所述电机置于电机支撑架上，电机开启后，通过联轴器带动所述平行滚筒电极旋转。

优选的，所述接收器的底座上开有阶梯槽，进行所述一对平行滚筒电极的间距调节。

优选的，所述接收器的滚筒支撑架上开有螺纹孔，所述螺纹孔用于接入为所述平行滚筒电极通电的电线。

优选的，所述PLC控制器上设有触摸显示屏以接收外部指令。

本发明还提供一种使用动态平行滚筒电极静电纺丝设备进行静电纺丝的方法，包括以下步骤：

S1、开启电源后，电机带动平行滚筒电极旋转，且注射泵的喷丝头向所述平行滚筒电极喷丝，其中，喷丝头和接收器之间施加有高压；

S2、所述PLC控制器根据触摸显示屏的指令，控制所述电机的转速，以及所述喷丝头喷丝速度。

优选的，在步骤S2中，所述PLC控制器控制电机转速及喷丝头喷丝速度的模式包括：喷丝头喷丝与平行滚筒电极旋转同时进行；或喷丝头喷丝与平行滚筒电极旋转间歇轮换进行。

优选的，当喷丝头喷丝与平行滚筒电极旋转间歇轮换进行时，电机开启后平行滚筒电极不旋转，喷丝头喷丝时间A后停止喷丝，所述平行滚筒电极开始旋转时间B后停止旋转，所述喷丝头再开始喷丝时间A，并重复上述过程。

根据本发明提供的动态平行滚筒电极静电纺丝设备及方法，所述设备包括PLC控制器、注射泵、喷丝头及接收器，所述PLC控制器控制注射泵及接收器，其中，所述注射泵用于向喷丝头供液，所述接收器设有至少一对平行滚筒电极，该平行滚筒电极接收器与注射泵协同工作，动态旋转接收纤维。如此，解决了平板式电极接收器和滚筒式电极接收器接收纤维取向度低的问题，以及现有平行电极接收纤维量少且效率低的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。