[go: up one dir, main page]

CN102965743A - 一种带辅助电极的纳米纤维低压电纺装置 - Google Patents

一种带辅助电极的纳米纤维低压电纺装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102965743A
CN102965743A CN2012105482374A CN201210548237A CN102965743A CN 102965743 A CN102965743 A CN 102965743A CN 2012105482374 A CN2012105482374 A CN 2012105482374A CN 201210548237 A CN201210548237 A CN 201210548237A CN 102965743 A CN102965743 A CN 102965743A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nanofiber
auxiliary electrode
collecting board
power supply
voltage power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012105482374A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102965743B (zh
Inventor
吴德志
胡兴旺
邱小椿
王小萍
刘海燕
虞凌科
孙道恒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xiamen University
Original Assignee
Xiamen University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xiamen University filed Critical Xiamen University
Priority to CN201210548237.4A priority Critical patent/CN102965743B/zh
Publication of CN102965743A publication Critical patent/CN102965743A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102965743B publication Critical patent/CN102965743B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Abstract

一种带辅助电极的纳米纤维低压电纺装置，涉及一种静电纺丝装置。设有直流高压电源、导电极板、阵列喷头、高压气源、导气管、辅助电极、风机、滚轴和收集板；所述直流高压电源的正极与导电极板连接，所述直流高压电源的负极接地；聚合物溶液设于导电极板上，电纺时在溶液上表面产生喷射射流；高压气源通过导气管与阵列喷头连接，为阵列喷头提供高压气体；阵列喷头设于辅助电极与导电极板之间，喷出气体用于改变纤维飞行方向，纳米纤维随气流从辅助电极间的间隙流过并向收集板沉积；辅助电极设于聚合物溶液上方两侧并接地；风机设于收集板上方，通过抽气作用使纤维沉积在收集板上；收集板设于辅助电极上方，作为纳米纤维的沉积基板。

Description

一种带辅助电极的纳米纤维低压电纺装置
技术领域
本发明涉及一种静电纺丝装置，特别是涉及一种带辅助电极的纳米纤维低压电纺装置。
背景技术
静电纺丝技术作为当前最有效的纳米纤维制造技术之一正越来越受到国内外学者的关注。然而传统静电纺丝技术产量很低，无法满足工业界对纳米纤维的需求，因此，科研人员通过研究各种电纺方法来实现纳米纤维的批量制造。但是，当前用于批量制备纳米纤维的装置仍然存在很多的缺点和不足，中国专利200480025691.5报道了一种利用静电纺丝从聚合物溶液中生产纳米纤维的设备，该设备是利用金属滚筒表面的聚合物溶液在高压电场中发生流变并在溶液表面形成泰勒锥并产生射流，在高压电场的拉伸作用下最终形成纳米纤维，但是该装置具有喷射临界电压阈值高、纤维不均匀并伴有珠结现象，无法获得高质量的纳米纤维。文献Thoppey,et al.(2010)."Unconfined fluid electrospun into high qualitynanofibers from a plate edge."Polymer 51(21):49284936,2010.与文献Thoppey,,etal(2011)."Edge electrospinning for high throughput production of qualitynanofibers."Nanotechnology 22:12.中报道的一种电场扰动批量电纺装置，该装置是利用平板电极边缘的尖端效应来实现纳米纤维的批量制造，但是利用该装置制备的纳米纤维直径差异较大、易产生液滴、生产过程不能够持续进行等缺点。
发明内容
本发明的目的是针对现有的批量电纺技术中存在的喷射电压阈值高、纤维直径差异较大、易出现珠结现象、生产过程不连续等缺陷，提供一种带辅助电极的纳米纤维低压电纺装置。
本发明设有直流高压电源、导电极板、阵列喷头、高压气源、导气管、辅助电极、风机、滚轴和收集板；所述直流高压电源的正极与导电极板连接，所述直流高压电源的负极接地；聚合物溶液设于导电极板上，电纺时在溶液上表面产生喷射射流；高压气源通过导气管与阵列喷头连接，为阵列喷头提供高压气体；阵列喷头设于辅助电极与导电极板之间，喷出气体用于改变纤维飞行方向，纳米纤维随气流从辅助电极间的间隙流过并向收集板沉积；辅助电极设于聚合物溶液上方两侧并接地；风机设于收集板上方，通过抽气作用使纤维沉积在收集板上；收集板设于辅助电极上方，作为纳米纤维的沉积基板。
本发明的突出优点在于：
（1）低电压驱动。通过增设辅助电极来降低正负极之间的距离，实现低电压电纺过程。
（2）有效提高纳米纤维质量。通过增大收集板与溶液层表面的距离和添加阵列喷头，可有效延长纤维在空气中的飞行时间，使溶剂挥发更彻底，从而可获得高质量固态纳米纤维。
（3）纤维均匀沉积。调整阵列喷头角度改变喷射气流方向可改变纳米纤维的飞行方向，实现纳米纤维的定向沉积。
附图说明
图1为本发明实施例的结构组成示意图。
图2为本发明实施例的电纺装置电纺过程示意图。
具体实施方式
参见图1和2，本发明实施例设有直流高压电源1、导电极板2、高压气源4、导气管5、阵列喷头6、辅助电极7、风机8、滚轴9和收集板10。直流高压电源1用于产生高压，正极与导电极板2连接，负极接地；聚合物溶液3设于导电极板2上，电纺时在溶液上表面产生喷射射流12；高压气源4通过导气管5与阵列喷头6连接，为阵列喷头6提供高压气体；阵列喷头6设于辅助电极7与导电极板2之间，喷出气体用于改变纤维11飞行方向，纳米纤维11随气流从辅助电极2间的间隙流过并向收集板10沉积；辅助电极7设于聚合物溶液3上方两侧，并接地；风机8设于收集板10上方，通过抽气作用使纤维11沉积在收集板10上；收集板10设于辅助电极7上方，作为纳米纤维11的沉积基板。
在批量制造纳米纤维11的过程中，首先开启直流高压电源1产生高压，使导电极板2与辅助电极7之间形成高压电场，聚合物溶液3在高压电场作用下，电荷在其上表面积累，当电荷积累到一定程度时，聚合物溶液3的上表面会产生流变，最终在溶液层3的上表面形成泰勒锥并产生射流12，射流12经过电场拉伸和溶剂挥发并在阵列喷头6喷出的高速气流作用下逐渐变为固态纳米纤维11，在气流的带动下飞向收集板11，此时，风机8不断将阵列喷头6喷出的气流吸入进气管，经过透气的收集板10的过滤作用，气流中夹带的纳米纤维11便沉积到了收集板10上。

Claims (1)

1.一种带辅助电极的纳米纤维低压电纺装置，其特征在于设有直流高压电源、导电极板、阵列喷头、高压气源、导气管、辅助电极、风机、滚轴和收集板；所述直流高压电源的正极与导电极板连接，所述直流高压电源的负极接地；聚合物溶液设于导电极板上，电纺时在溶液上表面产生喷射射流；高压气源通过导气管与阵列喷头连接，为阵列喷头提供高压气体；阵列喷头设于辅助电极与导电极板之间，喷出气体用于改变纤维飞行方向，纳米纤维随气流从辅助电极间的间隙流过并向收集板沉积；辅助电极设于聚合物溶液上方两侧并接地；风机设于收集板上方，通过抽气作用使纤维沉积在收集板上；收集板设于辅助电极上方，作为纳米纤维的沉积基板。
CN201210548237.4A 2012-12-17 2012-12-17 一种带辅助电极的纳米纤维低压电纺装置 Expired - Fee Related CN102965743B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210548237.4A CN102965743B (zh) 2012-12-17 2012-12-17 一种带辅助电极的纳米纤维低压电纺装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210548237.4A CN102965743B (zh) 2012-12-17 2012-12-17 一种带辅助电极的纳米纤维低压电纺装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102965743A true CN102965743A (zh) 2013-03-13
CN102965743B CN102965743B (zh) 2016-01-27

Family

ID=47796169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210548237.4A Expired - Fee Related CN102965743B (zh) 2012-12-17 2012-12-17 一种带辅助电极的纳米纤维低压电纺装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102965743B (zh)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103484956A (zh) * 2013-10-12 2014-01-01 厦门大学 电纺纳米纤维气浮传输收集装置
CN103993376A (zh) * 2014-04-30 2014-08-20 苏州大学 一种制备纳米纤维束的静电纺丝装置
CN104018236A (zh) * 2014-06-13 2014-09-03 华侨大学 纳米纤维批量图案化装置
CN106968020A (zh) * 2017-03-21 2017-07-21 广东工业大学 静电纺丝设备及其带辅助电极的正四棱台间隔阵列喷头
CN107130305A (zh) * 2017-03-21 2017-09-05 广东工业大学 静电纺丝设备及其带辅助电极正四棱台九喷嘴连续的喷头
CN107130306A (zh) * 2017-03-21 2017-09-05 广东工业大学 静电纺丝设备及其带辅助电极的正四棱台连续阵列喷头
CN107142530A (zh) * 2017-03-21 2017-09-08 广东工业大学 静电纺丝设备及其带辅助电极正四棱台九喷嘴间隔的喷头
CN108456935A (zh) * 2018-05-31 2018-08-28 苏州大学 低压纺丝装置及低压纺丝方法
CN109853056A (zh) * 2019-04-10 2019-06-07 天津工业大学 一种辅助电极滚轮式静电纺丝设备
CN109913958A (zh) * 2019-03-22 2019-06-21 大连民族大学 电纺纤维喷射环境复合磁场风场控制装置
CN110195264A (zh) * 2019-04-10 2019-09-03 天津工业大学 一种无针滚轮式静电纺丝设备
CN111197184A (zh) * 2020-01-17 2020-05-26 西安交通大学 一种静电纺丝装置
WO2020075774A3 (ja) * 2018-10-09 2020-06-04 エム・テックス株式会社 ナノファイバー製造装置、及びナノファイバー製造方法
CN111926461A (zh) * 2020-08-27 2020-11-13 北京化工大学 一种双电极高压静电纺的熔喷装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5296172A (en) * 1992-07-31 1994-03-22 E. I. Du Pont De Nemours And Company Electrostatic field enhancing process and apparatus for improved web pinning
JP2006283240A (ja) * 2005-04-01 2006-10-19 Oji Paper Co Ltd ウェブ製造装置
WO2007003199A1 (en) * 2005-07-05 2007-01-11 Millimed A/S An electrospinning apparatus and process
CN101137781A (zh) * 2004-12-27 2008-03-05 纳幕尔杜邦公司 改进的电吹网状物形成工艺
CN101883882A (zh) * 2007-10-23 2010-11-10 Ppg工业俄亥俄公司 通过电-机械纺丝的纤维成形
CN102191574A (zh) * 2011-05-19 2011-09-21 厦门大学 一种纳米纤维批量制造装置
WO2012066929A1 (ja) * 2010-11-18 2012-05-24 ナノファクトリージャパン株式会社 ナノファイバー製造方法
JP2012122154A (ja) * 2010-12-06 2012-06-28 Toptec Co Ltd ナノ繊維製造装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5296172A (en) * 1992-07-31 1994-03-22 E. I. Du Pont De Nemours And Company Electrostatic field enhancing process and apparatus for improved web pinning
CN101137781A (zh) * 2004-12-27 2008-03-05 纳幕尔杜邦公司 改进的电吹网状物形成工艺
JP2006283240A (ja) * 2005-04-01 2006-10-19 Oji Paper Co Ltd ウェブ製造装置
WO2007003199A1 (en) * 2005-07-05 2007-01-11 Millimed A/S An electrospinning apparatus and process
CN101883882A (zh) * 2007-10-23 2010-11-10 Ppg工业俄亥俄公司 通过电-机械纺丝的纤维成形
WO2012066929A1 (ja) * 2010-11-18 2012-05-24 ナノファクトリージャパン株式会社 ナノファイバー製造方法
JP2012122154A (ja) * 2010-12-06 2012-06-28 Toptec Co Ltd ナノ繊維製造装置
CN102191574A (zh) * 2011-05-19 2011-09-21 厦门大学 一种纳米纤维批量制造装置

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103484956A (zh) * 2013-10-12 2014-01-01 厦门大学 电纺纳米纤维气浮传输收集装置
CN103484956B (zh) * 2013-10-12 2015-08-05 厦门大学 电纺纳米纤维气浮传输收集装置
CN103993376A (zh) * 2014-04-30 2014-08-20 苏州大学 一种制备纳米纤维束的静电纺丝装置
CN103993376B (zh) * 2014-04-30 2017-06-06 苏州大学 一种制备纳米纤维束的静电纺丝装置
CN104018236A (zh) * 2014-06-13 2014-09-03 华侨大学 纳米纤维批量图案化装置
CN107142530A (zh) * 2017-03-21 2017-09-08 广东工业大学 静电纺丝设备及其带辅助电极正四棱台九喷嘴间隔的喷头
CN107130305B (zh) * 2017-03-21 2019-08-06 广东工业大学 静电纺丝设备及其带辅助电极正四棱台九喷嘴连续的喷头
CN107130306A (zh) * 2017-03-21 2017-09-05 广东工业大学 静电纺丝设备及其带辅助电极的正四棱台连续阵列喷头
CN106968020A (zh) * 2017-03-21 2017-07-21 广东工业大学 静电纺丝设备及其带辅助电极的正四棱台间隔阵列喷头
CN107130306B (zh) * 2017-03-21 2019-03-08 广东工业大学 静电纺丝设备及其带辅助电极的正四棱台连续阵列喷头
CN107130305A (zh) * 2017-03-21 2017-09-05 广东工业大学 静电纺丝设备及其带辅助电极正四棱台九喷嘴连续的喷头
CN108456935A (zh) * 2018-05-31 2018-08-28 苏州大学 低压纺丝装置及低压纺丝方法
WO2020075774A3 (ja) * 2018-10-09 2020-06-04 エム・テックス株式会社 ナノファイバー製造装置、及びナノファイバー製造方法
CN109913958A (zh) * 2019-03-22 2019-06-21 大连民族大学 电纺纤维喷射环境复合磁场风场控制装置
CN109913958B (zh) * 2019-03-22 2021-11-16 大连民族大学 电纺纤维喷射环境复合磁场风场控制装置
CN110195264A (zh) * 2019-04-10 2019-09-03 天津工业大学 一种无针滚轮式静电纺丝设备
CN109853056A (zh) * 2019-04-10 2019-06-07 天津工业大学 一种辅助电极滚轮式静电纺丝设备
CN111197184A (zh) * 2020-01-17 2020-05-26 西安交通大学 一种静电纺丝装置
CN111926461A (zh) * 2020-08-27 2020-11-13 北京化工大学 一种双电极高压静电纺的熔喷装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102965743B (zh) 2016-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102965743A (zh) 一种带辅助电极的纳米纤维低压电纺装置
CN101586288B (zh) 阵列多喷头静电纺丝设备
CN102864502B (zh) 气流辅助内锥面分流式静电纺丝喷嘴
CN103668486B (zh) 一种气流辅助外锥面型静电纺丝喷头
CN103225116B (zh) 一种熔体微分静电纺丝喷头
CN103628149B (zh) 一种高压气流辅助喷头自旋转静电纺丝装置
CN104452108B (zh) 一种复合极化纤维膜制造装置
CN106283220B (zh) 一种热气流辅助双静电场静电纺丝装置
JP2008223186A (ja) ナノ・ファイバ製造方法および装置
CN102260930B (zh) 一种收集取向纳米纤维装置及方法
CN105350089B (zh) 一种基于负压收集的气电纺三维支架制备方法及装置
CN104593880A (zh) 一种聚合物纳米纤维批量化生产的静电纺丝装置
CN104862788A (zh) 喷气辅助多针头静电纺丝装置及其制备纳米纤维网的方法
CN102864503B (zh) 一种规模式制备微纳米纤维的静电纺丝装置
CN103572387A (zh) 熔体微分静电纺丝装置及工艺
US20160068999A1 (en) Melt Differential Electrospinning Device and Process
CN103334165A (zh) 一种静电纺丝装置
CN104831370A (zh) 螺旋气流辅助静电纺丝装置
CN205275796U (zh) 带独立供电的均匀分液静电纺丝喷头
JP2012122176A (ja) ナノファイバーの製造方法
CN103305933B (zh) 一种旋转多孔静电纺丝装置
CN103194806B (zh) 聚合物溶液静电纺丝组件、装置和方法
CN107460642A (zh) 一种纤维毡制备装置及其制备方法
CN103215665B (zh) 一种复式环形电极静电纺丝装置
CN101565878A (zh) 超细纳米蛛网/纳米纤维复合型防护材料制造装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160127

Termination date: 20211217