1.本实用新型涉及静电纺丝纳米纤维制备技术领域，具体为一种电场辅助的静电纺丝纳米纤维取向调控装置。
背景技术：
2.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。一种电场辅助的静电纺丝纳米纤维取向调控装置是简单、有效地制备按一定取向排布纳米纤维的装置。
技术实现要素：
3.本实用新型提供了一种电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。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的方案是：
5.一种电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、底座、支撑架、滑块、立柱、悬臂、纺丝针头、圆锥形辅助电极、收集电极、平行电场极板、高压静电电源和恒压电源。
6.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收集电极。
7.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。
8.优选地，所述纺丝针头底部装有圆锥形辅助电极，所述圆锥形辅助电极安装在纺丝针头朝向收集电极方向的外围。
9.优选地，所述底座上设有两个平行导轨，滑块嵌入底座的导轨中。
10.优选地，所述支撑架的两端分别与两个滑块连接。
11.优选地，所述平行电场极板嵌入支撑架顶部的凹槽中，并可通过滑块上的旋钮调节平行电场极板在底座上的位置。
12.优选地，所述两块平行电场极板为导电铜极板，所述两个支撑架为绝缘有机玻璃材质。
13.优选地，所述两块平行电场极板分别与恒压电源的正负极相连接，可为平行电场
极板间施加电场。
14.优选地，所述立柱通过螺母固定在底座上，立柱上设有凹槽，滑块嵌入立柱的凹槽并与悬臂相连接，可通过滑块上的旋钮调节悬臂的高低。
15.优选地，所述悬臂另一端固定纺丝针头和圆锥形辅助电极，所述悬臂为绝缘有机玻璃材质，以避免纺丝针头及圆锥形辅助电极上的静电荷被导走。
16.优选地，所述收集电极为两块横截面为三角形的金属条，它们平行放置于底座上。
17.本实用新型通过调节平行电场极板间距、恒压电源电压、纺丝针头与收集电极间距和高压静电电源电压，可实现纳米纤维取向调控。其中平行电场极板间的电场用于对纳米纤维取向进行调控，圆锥形辅助电极因与纺丝针头带同种电荷，由于静电斥力可减少泰勒锥形式摆动液滴的不稳定性。该装置结构简单，操作方便。
附图说明
18.附图1为本实用新型的结构示意图。
19.图中：1
‑
微量注射泵，2
‑
底座，3
‑
支撑架，4
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滑块，5
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立柱，6
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悬臂，7
‑
纺丝针头， 8
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圆锥形辅助电极，9
‑
收集电极，10
‑
平行电场极板，11
‑
高压静电电源，12
‑
恒压电源。
具体实施方式
20.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
21.一种电场辅助的静电纺丝纳米纤维取向调控装置，其操作过程为：
①
通过调节底座2 上滑块4的位置来调节两个平行电场极板10的间距；
②
将恒压电源12正、负极分别与两块平行电场极板10相连接，并设置适当的恒压电源12的电压；
③
通过调节立柱5上滑块4的位置来调节纺丝针头7与收集电极9之间的距离，使之符合相应的纺丝要求；
④
将高压静电电源11的正极与纺丝针头7相连接，负极与收集电极9相连接，并设置适当的高压静电电源11的电压；
⑤
将制备的纺丝液注入微量注射泵1，并设置适当的注射速率。以上步骤就绪后即可开始静电纺丝制备具有一定取向的纳米纤维。
22.以上所述的具体实施方式，对本实用新型的有益效果进行了进一步详细说明，以上实施方式的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
技术特征：
1.一种电场辅助的静电纺丝纳米纤维取向调控装置，其特征是，其结构包括：微量注射泵(1)、底座(2)、支撑架(3)、滑块(4)、立柱(5)、悬臂(6)、纺丝针头(7)、圆锥形辅助电极(8)、收集电极(9)、平行电场极板(10)、高压静电电源(11)和恒压电源(12)，微量注射泵(1)的一端通过输液管与纺丝针头(7)连接，纺丝针头(7)另一端带有喷液口并朝向收集电极(9)，纺丝针头(7)与高压静电电源(11)的正极连接，收集电极(9)与高压静电电源(11)的负极连接，底座(2)上设有两个平行导轨，滑块(4)嵌入底座(2)的导轨中，平行电场极板(10)嵌入支撑架(3)顶部的凹槽中，悬臂(6)用于固定纺丝针头(7)，收集电极(9)平行放置于底座(2)上。2.根据权利要求1所述的电场辅助的静电纺丝纳米纤维取向调控装置，其特征是：两块平行电场极板(10)分别与恒压电源(12)的正负极相连接。3.根据权利要求1所述的电场辅助的静电纺丝纳米纤维取向调控装置，其特征是：所述纺丝针头(7)底部装有圆锥形辅助电极(8)，圆锥形辅助电极(8)安装在纺丝针头(7)朝向收集电极方向的外围。
技术总结
本实用新型一种电场辅助的静电纺丝纳米纤维取向调控装置，由微量注射泵、底座、支撑架、滑块、立柱、悬臂、纺丝针头、圆锥形辅助电极、收集电极、平行电场极板、高压静电电源和恒压电源组成。纺丝针头底部装有圆锥形辅助电极，圆锥形辅助电极安装在纺丝针头朝向收集电极方向的外围；底座上设有两个平行导轨，滑块嵌入底座的导轨中；平行电场极板嵌入支撑架顶部的凹槽中，可通过滑块上的旋钮调节平行电场极板在底座上的位置；两块平行电场极板为导电铜极板，两个支撑架为绝缘有机玻璃材质；悬臂一端固定纺丝针头和圆锥形辅助电极，悬臂为绝缘有机玻璃材质；收集电极为两块横截面为三角形的金属条，它们平行放置于底座上。它们平行放置于底座上。它们平行放置于底座上。
技术研发人员：边红霞 于子宵 屠鹏 胡冰 杨艳艳
受保护的技术使用者：甘肃农业大学
技术研发日：2021.01.18
技术公布日：2021/12/14
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