[实用新型]一种电场辅助原位定点静电纺丝装置

说明书

本实用新型涉及一种电场辅助原位定点静电纺丝装置，包括注射器、收集极、高压电源，所述注射器的一端设有纺丝针头，所述纺丝针头一端与高压电源的正极连接，纺丝针头另一端带有喷液口并朝向收集极，所述纺丝针头上设有电场约束机构，所述电场约束机构为纺丝针头约束电场分布，电场约束机构围设安装在纺丝针头朝向收集极方向的外周，所述收集极与高压电源的负极连接。本实用新型利用电场约束机构，将静电场的分布约束到一定范围内，因而在静电场被限制的情况下，受电场力作用的纺丝纤维的沉积位置及范围也变得可控，可以实现定点沉积，适用于大多数采用针头纺丝的静电纺丝设备及装置，改善其纺丝效果，无需对装置进行大规模的改造，效果明显。

技术领域

本实用新型属于静电纺丝纳米纤维制备技术领域，涉及一种电场辅助原位定点静电纺丝装置。

背景技术

静电纺丝技术(electrospinning)是一种利用静电场制备微纳米纤维的方式，在诸多纳米纤维制备工艺中，静电纺丝技术被认为是一种简单有效的，可以较大规模制备均匀、连续的一维纳米纤维的方法，是目前制备纳米纤维最热门的技术之一，以其加工设备简单、原料来源广泛、纺丝工艺可控等诸多优点，受到国内外广泛研究与报道，其制备微纳米纤维的直径可从几个纳米到几个微米之间。

静电纺丝技术应用广泛，可以在纺丝液中添加抗菌物质、纳米颗粒、医疗药物等制备出各种功能性的复合纤维，在生物医学、催化、过滤、能源等领域发挥巨大的作用。但是在纺丝过程中，静电纺丝纤维存在分布范围广，沉积面积大，定点沉积性差的缺点。

目前，中国专利(CN205223420U)和中国专利(CN204939670U)均通过气流辅助电纺的方式来改善静电纺丝纤维的沉积范围过大的缺陷，通过气流辅助不可避免的在原有的电纺装置基础上额外附加气泵、气流控制器等供气装置，导致电纺装置过于复杂，使用麻烦。

而通过电场辅助静电纺丝纤维定点沉积的方式国内外还未见报道。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中在纺丝过程中，静电纺丝纤维存在分布范围广，沉积面积大，定点沉积性差的缺点，提供一种电场辅助原位定点静电纺丝装置。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种电场辅助原位定点静电纺丝装置，包括注射器、收集极、高压电源，所述注射器的一端设有纺丝针头，所述纺丝针头一端与高压电源的正极连接，纺丝针头另一端带有喷液口并朝向收集极，所述纺丝针头上设有电场约束机构，所述电场约束机构为纺丝针头约束电场分布，电场约束机构围设安装在纺丝针头朝向收集极方向的外周，所述收集极与高压电源的负极连接。

优选的，所述纺丝针头设于电场约束机构的中心轴线上。

优选的，所述电场约束机构为筒状结构的辅助电极，辅助电极的一端设在纺丝针头上并连通导电，辅助电极朝向收集极的端部为扩口结构。

优选的，所述辅助电极由金属制成。

优选的，所述辅助电极为圆锥形体结构，所述圆锥形体结构辅助电极的锥角为130°～140°，其朝向收集极的端部开口为圆形。

优选的，所述辅助电极的锥角为130°，圆形端部开口的直径为7cm。

优选的，所述辅助电极为半球形体结构，半球形体结构辅助电极朝向收集极的端部半径为2cm。

优选的，所述辅助电极为半椭球形体结构，半椭球形体结构辅助电极的长轴为3cm，短轴为2cm。

优选的，所述纺丝针头贯穿于所述辅助电极的中心轴线。

优选的，所述电场辅助原位定点静电纺丝装置还包括推进泵，所述注射器设在推进泵上，所述推进泵可推动注射器针筒内的活塞芯杆在注射器针筒内运动。