[实用新型]手持式熔体电纺装置

说明书

本实用新型公开了手持式熔体电纺装置，包括绝缘壳体，熔融液供给机构，纺丝喷头和电源机构，所述电源机构包括高压电源，所述熔融液供给机构包括可容纳高分子棒材的加热管，以及设于所述加热管和所述纺丝喷头之间的绝缘导热管，所述绝缘导热管的一端开设有熔融液出口，所述熔融液出口与所述纺丝喷头密封连通，所述绝缘导热管的另一端端口密封连通其相邻的加热管端口，所述加热管的另一端端口设为可穿设高分子棒材的物料入口；所述加热管的外侧壁上缠绕有加热电阻丝，所述加热电阻丝通过导线电连接所述电源机构。该装置体积小且可实现稳定的熔体电纺。

技术领域

本实用新型涉及熔体电纺技术，具体涉及手持式熔体电纺装置。

背景技术

静电纺纳米纤维材料具有特有的纳米尺度、比表面积大、孔径小等优良特性，在生物医疗、储能催化、环境治理、航空航天、电子器件等领域有着广阔的实际应用前景。静电纺丝技术是一种基于高压静电连续生产纳米纤维的简单技术，该方法简单高效、生产成本较低、改造加工性强，是近年来纳米技术的研究热点之一。静电纺丝技术包括溶液静电纺丝和熔体静电纺丝两部分，其原理可简述为带电高分子溶液或熔体在高压静电场的作用下克服表面张力和重力等作用形成带电射流，射流进一步在高压电场的作用下加速运动，发生拉伸或劈裂细化，再经溶液挥发或熔体固化形成微纳米纤维。与溶液静电纺丝比，熔体静电纺丝由于不使用溶剂，纤维中不存在溶剂残留，不存在溶剂挥发、回收和毒性的问题，其纺丝效率、环保性和生物医学实用性大幅度提高。

因此，熔体静电纺丝被认为是一种更经济、环保的静电纺丝方法，但熔体静电纺丝的装置多采用电阻丝加热熔融高分子材料，加热电阻丝对高压电源在纺丝喷头处形成的静电场存在电磁干扰问题，这种电磁干扰问题限制了小型化便携式熔体电纺设备的开发，尽管中国专利 CN203583027U公开了一种手持式熔融电纺装置，采用缠绕于熔融喷头侧壁的加热电阻丝加热熔融高分子材料以形成熔体进行熔体电纺的便携式装置，但这种加热电阻与纺丝喷头近距离作用的装置不可避免的存在显著的电磁干扰严重影响纺丝电场，当纺丝电压足够大时甚至会在纺丝喷头端出现静电放电现象致使纺丝过程不能进行，故诸如此类的忽略了加热电阻丝和高压电场间的电磁干扰问题的小型化熔体电纺装置实际是不能稳定的进行熔体电纺的。

为了减小熔体电纺的电磁干扰对纺丝过程的影响，所以现有可稳定运行的熔体静电纺丝装置结构普遍比普通溶液电纺装置更复杂，且熔体电纺的温度进行，也需尽量减小在供液过程中高分子熔体温度变化以保持熔体的熔融状态和粘度，这也意味着熔体电纺装置需要复杂的加热系统、原料供给系统、隔热及绝缘系统等，对便携化设计和自供电化提出了很大的挑战。

因此，寻求设计一种结构简单且可稳定进行熔体电纺的小体积便携静电纺丝装置具有广泛的应用前景和研究价值。

发明内容

针对现有技术不足，本实用新型要解决的技术问题是，提供手持式熔体电纺装置，该装置可显著减小加热电阻丝对纺丝静电场的电磁干扰，以保证熔体电纺过程的稳定进行，且该装置体积小结构简单，便于生产和使用，能够满足实验室应用、家用、临床医用及作为教学演示教具等多方面的小批量纤维制备需求。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种手持式熔体电纺装置，包括绝缘壳体，设于所述绝缘壳体内的熔融液供给机构，与熔融液供给机构连接的纺丝喷头，以及电源机构，所述电源机构包括用于提供高压直流电的高压电源，所述高压电源的正极通过导线电连接所述纺丝喷头，所述纺丝喷头的纺丝喷射口设于所述绝缘壳体外部，所述熔融液供给机构包括可容纳高分子棒材的加热管，以及设于所述加热管和所述纺丝喷头之间的绝缘导热管，所述绝缘导热管的一端开设有熔融液出口，所述熔融液出口与所述纺丝喷头密封连通，所述绝缘导热管的另一端端口密封连通其相邻的加热管端口，所述加热管的另一端端口设为可穿设高分子棒材的物料入口；所述加热管的外侧壁上缠绕有加热电阻丝，所述加热电阻丝通过导线电连接所述电源机构。

作为优选，所述绝缘导热管与所述加热管同轴设置。