一种一体式吹风静电纺丝器制造技术

本实用新型专利技术属于静电纺丝技术领域，一种一体式吹风静电纺丝器，由干电池为高压直流逆变器、推进器、风扇、控制器提供电源；通过控制器控制和调节高压直流逆变器、推进器、风扇的工作参数；在纺丝过程中，推进器以控制器设置的速度推动注射器中纺丝液，持续提供不锈钢针头处的液滴消耗，在高压直流逆变器提供的高压下，不锈钢针头与带孔金属片间形成强电场，不锈钢针头喷出射流；同时风扇在上绝缘外壳内产生定向的气流，并汇聚于喷头处快速流出，加快了射流中溶剂的挥发及射流向喷口处运动的速度，且在气流的导向下，纤维从喷头飞向接收板。这种一体式吹风静电纺丝器使用灵活、结构简单，纤维收集装置无需接电，直接使用一体式吹风静电纺丝器从喷口喷丝，增加了纺丝的安全性，既可野外教学、伤员抢救，也可用于实验室和生产中。

An integrated blower electrostatic spinning machine

The utility model belongs to the technical field of electrospinning, an integrated electrostatic spinning device provides power blower, a dry battery for high voltage DC inverter, propeller, fan, control and regulation by the controller controller; high voltage DC inverter, propeller and fan working parameters; in the spinning process, the thrusters to set the speed spinning drive controller liquid droplet injector, continue to provide stainless steel needle at the consumption of high voltage inverter in high voltage DC provided under strong electric field is formed and stainless steel needle punched metal sheet, stainless steel needle spray jet; at the same time in the fan generating directional air insulation shell, and converge to the nozzle accelerates the volatilization and rapid outflow the jet nozzle in the solvent to the speed of movement, and in the air under the guide of fiber from the nozzle to the receiving plate . This one is blowing electrostatic spinning flexible use, simple structure, the fiber collection device without electrical connection, directly using an integral blowing electrostatic spinning device from the nozzle jet, increase the safety of spinning, can the field teaching, to rescue the wounded, also can be used in laboratory and production.

【技术实现步骤摘要】
一种一体式吹风静电纺丝器
本技术属于静电纺丝装置
，具体涉及一种集成了传统纺丝设备特点，且小型轻质便携、可随身携带、吹风辅助喷射纳米纤维的静电纺丝器。
技术介绍
静电纺丝法是高分子加工方法之一，其制作纳米纤维成本低、加工方法简单，近年来受到国内外的广泛研究报道。采用静电纺丝技术加工制备的微纳米纤维具有高比表面积、较大的长度/直径比以及独特的物理化学性质等优良特性，在生物组织工程、创伤敷料、过滤防护、药物缓释、柔性器件等领域展现出极大的应用潜力。静电纺丝法原理非常简单，简述为：在高压电场作用下，电接高压电源的喷头和接收板间形成高压电场，并在喷头处形成泰勒锥，使喷头纺丝液受电场力拉伸来制备纳米纤维、并沉积在接收板上，也是制备纳米纤维最直接最简单的方法。现有静电纺丝设备主要由高压电源、微量推进器、喷头、接收装置等组成，纤维收集装置和喷头是独立分开的，并且分别电接直流高压输出端两极，普通静电纺丝设备存在体积大、质量大、不易携带、溶剂挥发缓慢等局限，严重制约了静电纺丝技术的推广应用。为了解决静电纺丝设备体积较大不易携带，相关研究工作者对静电纺丝装置进行了诸多改进。如中国专利“一种手持便携式静电纺丝设备”(201220605695.2)中报道将传统纺丝喷头改进为手持式喷头样式，以此来达到便携、轻便的目的，但该装置还是需要外接电源，限制了其使用环境，不能满足实际应用的需要；2012年龙云泽等首次报道了“一种便携式手持静电纺丝装置”(201210229010.3)，该装置采用方形电池为高压直流逆变器提供电源，克服了现有设备无法随身携带的缺陷，使得便携真正成为可能。但该设备结构较为简单，不能调节纺丝液推进量、输出电压等参数，对不同的纺丝液适用性较弱，且高压输出一端与人体接触，使其应用和安全性都受到限制，同时，该装置主要用于野外教学、伤员抢救等短暂使用场合，应用范围也受限制，现在静电纺丝设备也仍然存在很多问题没有解决，静电纺丝过程一般都是将纺丝液利用静电纺丝设备纺成纳米纤维并沉积到收集装置上，但是收集装置必须导电且电连接高压电极，然后再转移到使用部位，其转移过程对纤维的形貌和纤维贴附效果有很大影响，并且对于溶剂挥发缓慢的纺丝液制得纤维带有串珠、直径分布不均匀等缺陷，因此开发一种新型的使用环境灵活的一体式吹风静电纺丝器是十分必要的，一体式吹风静电纺丝器质量轻体积小携带方便，无需外接电源，可以向任意方向、任意孤立物体喷射纳米纤维，不要求纤维收集装置导电，大大增加了静电纺丝设备的适用柔性，在风扇产生气流的辅助下，也增加了溶剂挥发速度，避免了串珠、直径分布不均匀等缺陷出现的现象；同时，也可取下喷头采用导电接收装置收集纤维。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术存在的缺点和不足，寻求设计一种质量轻、体积小、纺丝稳定、安全可靠、应用柔性大的一体式吹风静电纺丝器，把直流高压产生的纺丝强电场分布在一体式吹风静电纺丝器内部，减少了外部干扰。可实现直接对任意物体喷射纳米纤维，集传统纺丝设备功能于一体，并利用风扇产生定向均匀的气流引导纤维，降低了对纤维收集装置的要求，避免了纤维出现串珠和直径分布不均等缺陷。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：本技术主体包括电池、高压直流逆变器、注射器、推动器、风扇、控制器、不锈钢针头、喷头、上绝缘外壳，喷头由下绝缘外壳内同轴固定安装带孔金属片组成；上绝缘外壳内同轴安装注射器，注射器后侧固定安装有风扇；上绝缘外壳内壁固定制有推进器，注射器的推杆连接安装在推进器上，通过控制器控制调节推进器推进速度和风扇转动速度；注射器的前端内腔中置有纺丝液，注射器的底端上插接式制有用于喷丝的不锈钢针头，不锈钢针头采用常规医用的注射针头结构并与注射器组合配套，注射器也为常规的医用注射器；喷头以螺纹配合方式安装在上绝缘外壳上，喷头与上绝缘外壳同轴；上绝缘外壳侧壁上对接式固定制有方形电池和高压直流逆变器、控制器；采用5V-12V电池为高压直流逆变器和风扇、推进器、控制器提供电源，也可外接直流5V-12V电源供电；输入电压经高压直流逆变器之后输出电压达数千伏级，通过控制器上开关控制高压直流逆变器开启和关闭；高压直流逆变器正极与不锈钢针头电连通，高压直流逆变器负极与喷头上固定的带孔金属片电连接。本技术使用时，先把纺丝液装入注射器，装入上绝缘外壳内，并通过控制器开启推进器，设置推进速度；不锈钢针头针尖处出现纺丝液液滴时，将喷头朝向纤维收集物，距离1-15cm，收集物体为金属箔或人体皮肤等非绝缘性物质；然后打开风扇，通过控制器调节风速；接通高压直流逆变器，不锈钢针头喷出纳米纤维，风扇在上绝缘外壳内产生的定向气流，并在喷口处汇聚后喷出，使喷口处气流气压和风速都增加，既引导了纤维的喷射，又加快了溶剂的挥发，大大避免了串珠和直径分布不均等缺陷纤维的出现，纤维从喷头喷出沉积于收集物体上；通过改变喷头与不锈钢针头的距离，来调节不锈钢针头与喷头间形成的纺丝电场强度，和调节吹风风速等参数来适应不同的纺丝条件。本技术改变了传统纺丝设备的结构，把高压直流逆变器输出端两极形成的纺丝电场集中于一体，并增加了风扇，提高了设备的安全性、使用柔性、纤维质量等；当拆下喷头，将高压输出端两极分别电连接不锈钢针头和其他纤维收集装置，类似传统纺丝设备，可实现比如定向纤维、图案化纤维等收集；也可当外接9V直流电源为一体式吹风静电纺丝器提供电源。附图说明图1为本技术的主体结构原理示意图。图2为本技术静电纺纳米纤维沉积在在孤立物体上的示意图。图3为本技术在拆除喷头后的静电纺丝示意图。图4为本技术制备的聚合物PEO纳米纤维扫描电子显微镜照片。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本技术的结构示意图如图1所示，由电池1、控制器2、高压直流逆变器3、风扇4、推动器5、上绝缘外壳6、注射器7、纺丝液8、不锈钢针头9、下绝缘外壳10、带孔金属片11、喷头12；常规医用的注射器7的前端内腔中置有纺丝溶液8；注射器7的底端上插入连接有用于喷丝的不锈钢针头9，不锈钢针头9采用常规医用的注射针头结构并与注射器配套组合；注射器7的推杆顶端安装在推进器5上，通过推进器5推动注射器7内纺丝液8从不锈钢针头9缓缓流出；上绝缘外壳6外侧对接式固定制有高压直流逆变器3，高压直流逆变器3高压输出端分别电连通不锈钢针头9和带孔金属片11；电池1为高压直流逆变高压器3、推动器5、风扇4、控制器2提供电源；控制器2用于开关直流逆变高压3、调节推进器5推进速度、风扇4转速。本技术使用时，先将纺丝液8注入注射器7中，将不锈钢针头9插入连接到注射器7上，然后把注射器7装入上绝缘外壳内，不锈钢针头9电连接高压直流逆变器3高压输出端正极，负极电连接带孔金属片11，在控制器2上打开推进器5且设定推进器5的推进速度，当不锈钢针头9针尖出现纺丝液8时，打开风扇4，调整风速，打开高压直流逆变器3，然后调整喷头12与不锈钢针头9的间距；静电纺丝开始，不锈钢针头9喷出聚合物纤维，并在气流的导向下从喷口喷出沉积在接收物体上；待纺丝结束后，关闭直流高压逆变器3，关闭推进器5，关闭风扇4，纺丝液停止流出，纺丝停止。本技术所选取的纺丝液8为6wt％本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一体式吹风静电纺丝器，其特征在于包括电池、高压直流逆变器、注射器、推动器、风扇、控制器、不锈钢针头、喷头、上绝缘外壳，所述喷头由导电环安装于下绝缘外壳内组成；电池为高压直流逆变器、推进器和风扇、控制器提供电源，高压直流电压逆变之后电压达数千伏级，高压输出端正极电连接不锈钢针头，负极电连接导电环；风扇位于注射器后侧，由控制器调节风扇转速；注射器同轴固定安装在上绝缘外壳内，注射器的推杆装配连接在推进器上，由控制器调节推进速度从实现对纺丝液推进量的微量调控；注射器的前端内腔中装有纺丝液，注射器的头部插接式制有用于喷丝的不锈钢针头，不锈钢针头采用常规医用的注射针头结构并与注射器组合配套；高压直流逆变器的输出端分别电连接不锈钢针头和导电环；上绝缘外壳侧面上对接式固定制有电池和高压直流逆变器、控制器；喷头与上绝缘外壳螺纹配合连接且不锈钢针头与喷头同轴。

【技术特征摘要】
1.一种一体式吹风静电纺丝器，其特征在于包括电池、高压直流逆变器、注射器、推动器、风扇、控制器、不锈钢针头、喷头、上绝缘外壳，所述喷头由导电环安装于下绝缘外壳内组成；电池为高压直流逆变器、推进器和风扇、控制器提供电源，高压直流电压逆变之后电压达数千伏级，高压输出端正极电连接不锈钢针头，负极电连接导电环；风扇位于注射器后侧，由控制器调节风扇转速；注射器同轴固定安装在上绝缘外壳内，注射器的推杆装配连接在推进器上，由控制器调节推进速度从实现对纺丝液推进量的微量调控；注射器的前端内腔中装有纺丝液，注射器的头部插接式制有用于喷丝的不锈钢针头，不锈钢针头采用常规医用的注射针头结构并与注射器组合...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴强，刘清杰，宋小杰，王若鑫，孙浩然，张永强，李凯，
申请(专利权)人：吴强，
类型：新型
国别省市：四川,51