静电纺丝设备的制作方法

本发明涉及静电纺丝领域，具体涉及一种静电纺丝设备。

背景技术：

1、静电纺纳米纤维具有较高的孔隙率和比表面积，并且其结构与天然细胞外基质十分相似，故静电纺纳米纤维被广泛用于组织工程、载药缓释、过滤、电化学和能源等领域。

2、传统的静电纺丝设备是由单针喷丝头、供液系统、接收系统和高压电源组成。这种单针静电纺丝设备不仅纳米纤维的产量极低，而且在纺丝过程中，单针喷丝头极易被堵塞，影响纺丝过程的连续稳定性，导致纳米纤维膜的形貌及性能下降。

3、基于单针静电纺丝装置的这些缺点，自由液面纺丝装置被开发出来，然而由于自由液面纺丝装置喷丝部件的开放性，使得纺丝液内有机溶剂的快速挥发，纺丝液粘度和电导率都受到极大影响，最终导致纳米纤维膜的形貌和性能下降。

技术实现思路

1、本发明提供了一种静电纺丝设备，不仅可以批量生产纳米纤维，还能够避免喷丝部件堵塞和自由液面纺纺丝液内有机溶剂的快速挥发。

2、根据本发明实施方式的一种静电纺丝设备包括：

3、高压电源；

4、接收装置，其与所述高压电源的负极电连接；

5、回转式纺丝发生装置，其与所述接收装置间隔开，并与所述高压电源的正极电连接；以及

6、供液装置，其与所述回转式纺丝发生装置流体连通，以向所述回转式纺丝发生装置供给纺丝液；

7、其中，所述回转式纺丝发生装置包括：

8、供液池，其与所述供液装置流体连通，以接收并容纳所述纺丝液；以及

9、多个旋转体，所述多个旋转体中的每一个至少部分位于所述供液池中，并且设置成围绕一中心公转的同时自转，以使所述旋转体的表面的至少一部分沾上所述纺丝液，在所述高压电源产生的静电场中，所述纺丝液在电场力的作用下被拉伸成射流，所述射流伴随溶剂挥发而形成纳米纤维并沉积到所述接收装置上。

10、由上述可知，本发明实施方式通过在供液池上设置多个旋转体，并使围绕一中心公转的同时自转来进行喷丝操作，也就是说，本发明的回转式纺丝发生装置是一种公转自转喷丝结构，这种新型的喷丝结构可避免喷丝头堵塞的现象，保证连续稳定高效地制备纳米纤维。并且，利用多个旋转体可以实现纳米纤维的批量生产。

11、在本发明的一种实施方式中，所述供液池包括环形供液池，所述多个旋转体设置成围绕所述环形供液池的圆心转动的同时自转。所述接收装置包括环形接收装置，其围绕所述环形供液池的外周侧设置。

12、在一些实施方式中，所述环形供液池包括：

13、环形内板；

14、环形外罩，其与所述环形内板结合且能够相对所述环形内板转动，所述环形外罩与所述环形内板界定出所述环形供液池的容纳纺丝液的环形空腔，并且所述环形外罩的外周面具有与所述环形空腔连通的多个孔洞；

15、其中，所述多个旋转体分别设置在所述多个孔洞中且至少部分暴露在所述孔洞外，并且所述旋转体适于在所述环形外罩的转动的带动下围绕所述环形供液池的圆心公转的同时在所述孔洞中自转。

16、在一些实施方式中，所述旋转体的直径大于所述环形空腔的外径与内径之差。

17、在一些实施方式中，所述回转式纺丝发生装置还包括密封垫圈，所述密封垫圈设置在所述环形外罩与所述环形内板的结合处以防止纺丝液溢出。

18、在一些实施方式中，所述多个旋转体离所述环形接收装置的接收所述纳米纤维的表面的距离相等。

19、在一些实施方式中，所述环形接收装置的圆心与所述环形供液池的圆心重合。

20、在一些实施方式中，所述环形接收装置构造成能够与所述环形外罩同向或反向旋转。

21、由上述可知，本发明实施方式采用环形接收装置包围回转式纺丝发生装置的布置，所述环形接收装置扩大了接收面积，能够收集到更多的纳米纤维，可批量化制备纳米纤维，提高了产量。并且，本发明的回转式纺丝发生装置通过环形外罩和环形内板界定出环形空腔来接收纺丝液，从而给纺丝液创造出一个相对密闭的储液空间，以将纺丝液维持在所需的粘度和电导率范围内。同时，通过在环形外罩上开设多个孔洞，并在孔洞内安装旋转体，以环形外罩的转动带动旋转体在孔洞内转动的方式进行喷丝操作，这种新型的喷丝部件可避免喷丝头堵塞的现象，保证连续稳定高效地制备纳米纤维膜。此外，环形外罩和环形内板可以为可拆卸的结构，从而便于拆卸喷丝部件，便于清洗，节约成本，方便高效。此外，所述环形接收装置构造成能够与所述环形外罩同向或反向旋转，可实现对纤维的拉伸以及取向排列。

22、在本发明的另一种实施方式中，所述供液池包括环形供液池，所述多个旋转体设置成围绕所述环形供液池的圆心转动的同时自转。所述接收装置包括圆盘形接收装置，其设置在所述环形供液池的上方。

23、在一些实施方式中，所述环形供液池包括：

24、环形槽，其界定出用于接收并容纳纺丝液的环形空腔；

25、环形盖板，其用于封闭所述环形槽的槽开口并且能够相对所述环形槽转动，所述环形盖板具有多个孔洞；

26、其中，所述多个旋转体分别设置在所述多个孔洞中且至少部分暴露在所述孔洞外，并且所述旋转体适于在所述环形盖板的转动的带动下围绕所述环形供液池的圆心公转的同时在所述孔洞中自转。

27、在一些实施方式中，所述圆盘形接收装置的圆心与所述环形供液池的圆心同轴。

28、在一些实施方式中，所述圆盘形接收装置的直径大于或等于所述环形盖板的外径。

29、在一些实施方式中，所述多个旋转体离所述圆盘形接收装置的接收所述纳米纤维的表面的距离相等。

30、在一些实施方式中，所述圆盘形接收装置构造成能够与所述环形盖板同向或反向旋转。

31、由上述可知，本发明实施方式通过在具有多个旋转体的回转式发丝发生装置的上侧布置圆盘形接收装置，可批量化制备纳米纤维，提高了产量。并且，本发明的回转式纺丝发生装置通过环形槽和环形盖板界定出环形空腔来接收纺丝液，从而给纺丝液创造出一个相对密闭的储液空间，以将纺丝液维持在所需的粘度和电导率范围内。同时，通过在环形盖板上开设多个孔洞，并在孔洞内安装旋转体，以环形盖板的转动带动旋转体在孔洞内转动的方式进行喷丝操作，这种新型的喷丝部件可避免喷丝头堵塞的现象，保证连续稳定高效地制备纳米纤维膜。此外，环形槽和环形盖板可以为可拆卸的结构，从而便于拆卸喷丝部件，便于清洗，节约成本，方便高效。此外，所述圆盘形接收装置构造成能够与所述环形盖板同向或反向旋转，可实现对纤维的拉伸以及取向排列。

32、在本发明的又一种实施方式中，所述供液池包括圆形供液池；所述回转式纺丝发生装置进一步包括圆形盖板，其用于封闭所述圆形供液池的上部开口，并且能够相对于所述圆形供液池转动，所述圆形盖板上具有多个孔洞；所述多个旋转体分别设置在所述多个孔洞中且至少部分暴露在所述孔洞外，并且所述旋转体适于在所述圆形盖板的转动的带动下围绕所述圆形供液池的圆心公转的同时在所述孔洞中自转。

33、在一些实施方式中，所述接收装置包括圆盘形接收装置，其位于所述圆形供液池的上方。

34、在一些实施方式中，所述圆盘形接收装置的圆心与所述圆形供液池的圆心同轴。

35、在一些实施方式中，所述圆盘形接收装置的直径大于或等于所述圆形盖板的外径。

36、在一些实施方式中，所述多个旋转体离所述圆盘形接收装置的接收所述纳米纤维的表面的距离相等。

37、在一些实施方式中，所述圆盘形接收装置构造成能够与所述圆形盖板同向或反向旋转。

38、在一些实施方式中，所述旋转体包括导电球体、导电圆柱体、以及导电圆筒体中的至少一种。

39、在一些实施方式中，所述供液装置包括流量泵，所述流量泵通过连接管与所述环形供液池相连。

40、在一些实施方式中，所述供液装置包括：

41、流量泵；

42、通道，其将所述流量泵与所述环形供液池连通；

43、螺旋进料杆，其设置在所述通道内；以及

44、驱动组件，其与所述螺旋进料杆连接；

45、其中，当所述流量泵向所述通道供给纺丝液时，所述驱动组件驱动所述螺旋进料杆转动以将所述纺丝液输入到所述环形供液池内。

46、由上述可知，本发明实施方式通过在具有多个旋转体的回转式发丝发生装置的上侧布置圆盘形接收装置，可批量化制备纳米纤维，提高了产量。并且，本发明的回转式纺丝发生装置通过圆形供液池和圆形盖板界定出圆筒形(或圆桶形)空腔来接收纺丝液，从而给纺丝液创造出一个相对密闭的储液空间，以将纺丝液维持在所需的粘度和电导率范围内。同时，通过在圆形盖板上开设多个孔洞，并在孔洞内安装旋转体，以圆形盖板的转动带动旋转体在孔洞内转动的方式进行喷丝操作，这种新型的喷丝部件可避免喷丝头堵塞的现象，保证连续稳定高效地制备纳米纤维膜。此外，圆形供液池和圆形盖板可以为可拆卸的结构，从而便于拆卸喷丝部件，便于清洗，节约成本，方便高效。此外，所述圆盘形接收装置构造成能够与所述圆形盖板同向或反向旋转，可实现对纤维的拉伸以及取向排列。

47、综上所述，根据本发明各实施方式提供的静电纺丝设备，其不仅可以批量化制备纳米纤维，还能够抑制纺丝液中有机溶液的挥发，将纺丝液维持在所需的粘度和电导率范围内，以确保制备的纳米纤维的形貌和性能。

48、本发明实施方式的各个方面、特征、优点等将在下文结合附图进行具体描述。根据以下结合附图的具体描述，本发明的上述方面、特征、优点等将会变得更加清楚。