[实用新型]一种火山喷发式静电纺丝装置

说明书

本实用新型公开了一种火山喷发式静电纺丝装置，包括储液装置、驱动装置、高压电源、纺丝喷头和接收装置，储液装置用于盛放纺丝液，储液装置与纺丝喷头相连通，驱动装置用于驱动纺丝液至纺丝喷头中，接收装置用于接收纺丝喷头喷出的纳米纤维；其特征在于，纺丝喷头呈两端开口的中空锥形，开口包括一大开口和一小开口，大开口与储液装置相连通；纺丝喷头自内向外依次包括导电层和绝缘层，高压电源与导电层电连接。本实用新型的火山喷发式静电纺丝装置，可以制备得到高质量的纳米纤维，并且可以实现纳米纤维的工业化生产。

技术领域

本实用新型涉及静电纺丝装置领域，尤其涉及一种火山喷发式静电纺丝装置。

背景技术

静电纺丝技术是制备纳米纤维最为简单直接的方法。纳米纤维因具有高比面积、高孔隙率等许多优异性能，在过滤吸附、组织工程、药物传递等领域有着广阔的应用前景。迄今为止，虽然研究者们采用静电纺丝技术已经成功制备了有机物、无机物、聚合物等多种纳米纤维，但仍然普遍存在生产效率低、针头易堵塞等问题，其纳米纤维的生产速率仅为0.01-0.1g/h。上述问题严重制约了纳米纤维的工业化生产。

为了使静电纺丝技术走出实验室，实现纳米纤维的工业化生产，研究人员相继进行了有关无针纺丝技术的探索与实验，并且取得了显著的研究成果。比较有代表性的有：环形圈喷头、缓慢旋转的卧式辊喷头、螺旋线圈式喷头、金字塔状喷头等。虽然上述方法都可以在一定程度上实现纳米纤维的大规模生产，但仍普遍存在着操作复杂、制备的纳米纤维不理想等问题。如何快速地制备高质量纳米纤维仍然是困扰科研工作者的重要难题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种火山喷发式静电纺丝装置，采用该装置，可以制备得到高质量的纳米纤维，并且可以实现纳米纤维的工业化生产。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种火山喷发式静电纺丝装置，包括储液装置、驱动装置、高压电源、纺丝喷头和接收装置，所述储液装置用于盛放纺丝液，所述储液装置与所述纺丝喷头相连通，所述驱动装置用于驱动纺丝液至纺丝喷头中，所述接收装置用于接收纺丝喷头喷出的纳米纤维；所述纺丝喷头呈两端开口的中空锥形，所述开口包括一大开口和一小开口，所述大开口与所述储液装置相连通；所述纺丝喷头自内向外依次包括导电层和绝缘层，所述高压电源与所述导电层电连接。

在本实用新型的一个较佳的实施例中，所述接收装置位于纺丝喷头的上方。

在本实用新型的一个较佳的实施例中，所述驱动装置为气泵。

在本实用新型的一个较佳的实施例中，所述储液装置为储液池。

在本实用新型的一个较佳的实施例中，所述导电层是由铜制备而成的。

在本实用新型的一个较佳的实施例中，所述储液装置是由绝缘材料制备而成的。

在本实用新型的一个较佳的实施例中，所述高压电源为直流高压电源，所述直流高压电源的正极与所述导电层电连接，负极与所述接收装置电连接。

本实用新型的发明人受传统气泡纺启发，结合静电纺丝基本原理，认为泰勒数量是限制纳米纤维产出的最大障碍，改变以往只是期望增加泰勒锥数量来增加纤维产量的模式。发明人改变了传统的纺丝喷头的结构，采用两端开口的中空锥形作为纺丝喷头，纺丝喷头两端分别设置一大一小两开口，且大开口与储液装置相连通。当进行静电纺丝时，纺丝液通过大开口进入到纺丝喷头中，在高压电源的作用下，纳米纤维由小开口向外喷涌而出，模拟了火山喷发时熔浆喷薄而出的现象。与传统的静电纺丝装置相比，本实用新型的装置具有纳米纤维的产量高、直径细等优点。

其次，本实用新型的静电纺丝装置，采用气泵作为纺丝液的驱动装置，通过气泵的气流喷出效应，使得产生的纳米纤维自下而上持续喷发，从而获得了高质量纳米纤维。

附图说明

图1是本实用新型的火山喷发式静电纺丝装置一种实施方式的结构示意图；