制備氧化石墨烯包裹聚丙烯腈復合納米纖維膜的紡絲裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種制備氧化石墨烯包裹聚丙烯腈復合納米纖維膜的紡絲裝置，屬于靜電紡絲技術領域，其結構包括靜電紡絲發生裝置、接收裝置、干燥裝置和封閉裝置，所述靜電紡絲發生裝置包括高壓發生器、微量泵和針管，針管與微量泵相連通且在底端設有針管噴頭；所述接收裝置包括鋁箔紙，鋁箔紙位于所述針管噴頭的正下方；所述干燥裝置的工作頭對應針管噴頭與接收裝置之間。本實用新型專利技術的裝置操作簡單、工藝易控制，且大片層的氧化石墨烯較好地包裹在聚丙烯腈復合納米纖維表面，充分利用了氧化石墨烯較大的比表面積、良好的生物相容性等優點，其產品有望成為一種優良的復合材料。

Spinning device for preparing composite coating of polyacrylonitrile coated with graphene oxide

The utility model discloses a spinning device for preparing graphene oxide coated polyacrylonitrile composite nano fiber membrane, which belongs to the technical field of electrostatic spinning, the structure includes electrostatic spinning apparatus, a receiving device, a drying device and a sealing device, the electrostatic spinning generating device includes high pressure generator, micro pump and syringe needle is connected with. Through the micro pump and the bottom end is provided with a needle head; the receiving device comprises an aluminum foil, aluminum foil is located just below the needle tube nozzle; between the working head of the drying device corresponding to the needle nozzle and receiving device. The operation of the device of the utility model is simple and easy to control the process, and a large layer of graphene oxide well wrapped in polyacrylonitrile composite nano fiber surface, make full use of the graphene oxide with large specific surface area, good biocompatibility, the product is expected to be an excellent composite material.

【技術實現步驟摘要】
制備氧化石墨烯包裹聚丙烯腈復合納米纖維膜的紡絲裝置
本技術涉及靜電紡絲
，具體地說是一種制備氧化石墨烯包裹聚丙烯腈復合納米纖維膜的紡絲裝置。
技術介紹
隨著科技不斷進步與發展，傳統的單組分納米材料已不能滿足其在科技領域的應用要求。近年來，許多納米科技領域的研究者致力于復合納米材料的研究，將不同功能的納米材料，如力學性能優異、熱學性能顯著的納米材料，借助某種技術將其復合，制備出功能化的納米材料。石墨烯由碳原子以sp2雜化連接的單原子層構成，是目前發現的最薄的二維材料。氧化石墨烯是石墨烯的衍生物，其片層結構含有豐富的含氧基團，這種特殊的結構使其蘊含了許多優異的物理化學性質，如高的比表面積和優良的導熱性能、良好的生物相容性等。因結構中含有豐富的含氧基團，氧化石墨烯可穩定地分散在大多數極性有機溶劑中，這有利于氧化石墨烯與其它材料復合，增強材料的性能。目前，氧化石墨烯復合納米纖維在光學、催化、過濾以及細胞支架材料等領域得到廣泛應用。制備氧化石墨烯復合納米纖維有多種方法，包括自組裝技術、化學氣相沉積法、靜電紡絲技術。與其他方法相比，靜電紡絲技術制備氧化石墨烯納米纖維具有操作簡單、制備工藝成熟等優勢。盡管有研究組報道通過靜電紡絲技術成功制備出氧化石墨烯復合納米纖維，但是制備的氧化石墨烯納米纖維直徑部分不均勻且有串珠狀結構，嚴重限制了氧化石墨烯復合材料的應用。
技術實現思路
針對上述現有技術中的不足，本技術的目的在于提供一種制備氧化石墨烯包裹聚丙烯腈復合納米纖維膜的紡絲裝置，該裝置操作簡單且制備的復合納米纖維形貌良好、無串珠結構。本技術解決其技術問題所采取的技術方案為：制備氧化石墨烯包裹聚丙烯腈復合納米纖維膜的紡絲裝置，包括靜電紡絲發生裝置、接收裝置、干燥裝置和封閉裝置，靜電紡絲發生裝置、接收裝置和干燥裝置均位于封閉裝置的內部；所述靜電紡絲發生裝置包括高壓發生器、微量泵和針管，針管與微量泵相連通且在底端設有針管噴頭；所述接收裝置包括鋁箔紙，鋁箔紙位于所述針管噴頭的正下方；所述高壓發生器的正極與所述針管噴頭相連，高壓發生器的負極與所述鋁箔紙相連；所述干燥裝置的工作頭對應針管噴頭與接收裝置之間。為實現針管噴頭與鋁箔紙之間的垂直距離可調，一種可選擇的技術方案為：所述鋁箔紙設置在操作平臺上，所述操作平臺的下方設有調節操作平臺高度的第一升降裝置。在鋁箔紙下方設置可調節高度的操作平臺，可以實現鋁箔紙的上下移動，從而調整針管噴頭與鋁箔紙之間的垂直距離。為實現針管噴頭與鋁箔紙之間的垂直距離可調，另一種可選擇的技術方案為：所述針管安裝在第二升降裝置上，第二升降裝置帶動針管上下移動。將針管安裝在第二升降裝置上，可實現針管的上下移動，從而調整針管噴頭與鋁箔紙之間的垂直距離。進一步的技術方案為：所述針管噴頭上套置有一環形電極。在針管噴頭上設置環形電極，在高壓發生器產生高壓后，在針管噴頭與接收裝置之間形成固定的電場區域，提升所制得的納米纖維的形貌和品質。環形電極可采用鋁箔紙制成。進一步的技術方案為：所述第一升降裝置包括絲杠和螺母套，所述絲杠安裝在操作平臺底面的四個角處，所述螺母套分別與絲杠相配合，所述螺母套同步旋轉驅動所述絲杠做往復直線運動。一種可選擇的第一升降裝置的驅動方案為：所述螺母套通過驅動齒輪進行驅動，兩個相鄰的驅動齒輪之間設置有傳動齒輪以實現驅動齒輪同步旋轉，主動驅動齒輪與搖柄之間通過錐齒輪傳動機構相連接。另一種可選擇的第一升降裝置的驅動方案為：所述螺母套通過驅動蝸輪進行驅動，兩個相鄰的驅動蝸輪之間設置有傳動蝸輪以實現驅動蝸輪同步旋轉，主動驅動蝸輪與搖柄之間通過蝸輪蝸桿機構相連接，搖柄安裝在蝸桿的末端。錐齒輪傳動機構或者蝸輪蝸桿機構在傳遞動作的過程中，改變了動作的傳遞方向，便于人們的操作。進一步的技術方案為：所述第二升降裝置包括絲杠和螺母套，所述絲杠活動安裝在底座上，所述螺母套與所述絲杠相配合，所述針管安裝在螺母套上，絲杠原位旋轉帶動螺母套做往復直線運動。第一升降裝置和第二升降裝置均采用絲杠傳動副，精確度高，維護簡單，使用壽命長，可以實現微小距離的調整。進一步的技術方案為：所述干燥裝置的工作頭為250W紅外線燈泡。采用紅外線燈泡作為干燥裝置，成本低廉，干燥效果好，易于操作。進一步的技術方案為：所述針管噴頭與所述鋁箔紙之間的垂直距離為15～20cm，所述針管噴頭的出液流量為1.0～3.0ml/h，所述鋁箔紙的大小為20～30cm2。當各項數據在上述范圍時，制備出的納米纖維品質好，且降低裝置的成本。所述的密封裝置為可打開的有機玻璃罩。有機玻璃罩既能將裝置與外界隔離，又不影響對裝置工作過程的觀察，在制備工作的準備階段，可將有機玻璃罩打開，調整操作平臺的高度以及針管噴頭與鋁箔紙之間的距離等，準備工作完成后，裝置工作過程中，應使用有機玻璃罩將裝置與外界隔離。本技術的有益效果是：1、本技術的一種制備氧化石墨烯包裹聚丙烯腈復合納米纖維膜的紡絲裝置，通過高壓發生器產生高壓，在針管噴頭與接受裝置之間形成電場區域，增加干燥裝置后，可快速除去噴射流中的溶劑，同時也有效地避免了較高濕度對制備氧化石墨烯包裹聚丙烯腈復合納米纖維膜的不利影響。該裝置設計簡單且巧妙合理，所制得的氧化石墨烯復合納米纖維形貌良好、無串珠結構，直徑分布均勻。2、針管噴頭與鋁箔紙之間的距離可以調節，根據不同的情況設置不同的距離，使用靈活、操作簡便，提升所制備的復合納米纖維的品質。附圖說明圖1為本技術實施例的結構示意圖；圖2為本技術實施例所制得的制得的氧化石墨烯包裹聚丙烯腈復合納米纖維的掃描電鏡圖。圖中：1針管，2環形電極，3干燥裝置，4鋁箔紙，5操作平臺，6高壓發生器，7封閉裝置。具體實施方式下面結合說明書附圖和具體實施例對本技術作進一步的描述：實施例一：如圖1所示，制備氧化石墨烯包裹聚丙烯腈復合納米纖維膜的紡絲裝置，包括靜電紡絲發生裝置、接收裝置、干燥裝置3和封閉裝置7，靜電紡絲發生裝置、接收裝置和干燥裝置3均位于封閉裝置7的內部；所述靜電紡絲發生裝置包括高壓發生器6、微量泵和針管1，針管1與微量泵相連通且在底端設有針管噴頭；所述接收裝置包括鋁箔紙4，鋁箔紙4位于所述針管噴頭的正下方；所述高壓發生器6的正極與所述針管噴頭相連，高壓發生器6的負極與所述鋁箔紙4相連；所述干燥裝置3的工作頭對應針管噴頭與接收裝置之間。為實現針管噴頭與鋁箔紙之間的垂直距離可調，所述鋁箔紙4設置在操作平臺5上，所述操作平臺5的下方設有調節操作平臺5高度的第一升降裝置。在鋁箔紙4下方設置可調節高度的操作平臺5，可以實現鋁箔紙4的上下移動，從而調整針管噴頭與鋁箔紙4之間的垂直距離。所述針管噴頭上套置有一環形電極2。在針管噴頭上設置環形電極2，在高壓發生器6產生高壓后，在針管噴頭與接收裝置之間形成固定的電場區域，提升所制得的納米纖維的形貌和品質。環形電極2可采用鋁箔紙制成。所述第一升降裝置包括絲杠和螺母套，所述絲杠安裝在操作平臺5底面的四個角處，所述螺母套分別與絲杠相配合，所述螺母套同步旋轉驅動所述絲杠做往復直線運動。所述螺母套通過驅動齒輪進行驅動，兩個相鄰的驅動齒輪之間設置有傳動齒輪以實現驅動齒輪同步旋轉，主動驅動齒輪與搖柄之間通過錐齒輪傳動機構相連接。所述干燥裝本文檔來自技高網...

【技術保護點】
制備氧化石墨烯包裹聚丙烯腈復合納米纖維膜的紡絲裝置，其特征是，包括靜電紡絲發生裝置、接收裝置、干燥裝置和封閉裝置，靜電紡絲發生裝置、接收裝置和干燥裝置均位于封閉裝置的內部；所述靜電紡絲發生裝置包括高壓發生器、微量泵和針管，針管與微量泵相連通且在底端設有針管噴頭；所述接收裝置包括鋁箔紙，鋁箔紙位于所述針管噴頭的正下方；所述高壓發生器的正極與所述針管噴頭相連，高壓發生器的負極與所述鋁箔紙相連；所述干燥裝置的工作頭對應針管噴頭與接收裝置之間。

【技術特征摘要】
1.制備氧化石墨烯包裹聚丙烯腈復合納米纖維膜的紡絲裝置，其特征是，包括靜電紡絲發生裝置、接收裝置、干燥裝置和封閉裝置，靜電紡絲發生裝置、接收裝置和干燥裝置均位于封閉裝置的內部；所述靜電紡絲發生裝置包括高壓發生器、微量泵和針管，針管與微量泵相連通且在底端設有針管噴頭；所述接收裝置包括鋁箔紙，鋁箔紙位于所述針管噴頭的正下方；所述高壓發生器的正極與所述針管噴頭相連，高壓發生器的負極與所述鋁箔紙相連；所述干燥裝置的工作頭對應針管噴頭與接收裝置之間。2.根據權利要求1所述的制備氧化石墨烯包裹聚丙烯腈復合納米纖維膜的紡絲裝置，其特征是，所述鋁箔紙設置在操作平臺上，所述操作平臺的下方設有調節操作平臺高度的第一升降裝置。3.根據權利要求1所述的制備氧化石墨烯包裹聚丙烯腈復合納米纖維膜的紡絲裝置，其特征是，所述針管安裝在第二升降裝置上，第二升降裝置帶動針管上下移動。4.根據權利要求1所述的制備氧化石墨烯包裹聚丙烯腈復合納米纖維膜的紡絲裝置，其特征是，所述針管噴頭上套置有一環形電極。5.根據權利要求2所述的制備氧化石墨烯包裹聚丙烯腈復合納米纖維膜的紡絲裝置，其特征是，所述第一升降裝置包括絲杠和螺母套，所述絲杠安裝在操作平臺底面的四個角處，所述螺母套分別與絲杠相配合，所述螺母套同步旋轉驅動所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馮章啟，王婷，
申請(專利權)人：蘇州納賽博絲新材料科技有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇,32