专利名称：一种精细静电纺纤维接收装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属纺织领域，特别是涉及一种精细静电纺纤维接收装置。
技术背景静电纺是一个通过让聚合物溶液或熔融液带电，从而喷射出来的处理方法制造纳米纤 维的手段。整个静电纺的过程，只需要一支聚合物溶液的容器、纤维的接收装置和直流静 电发生器。由于高电压的作用，从吸液管中喷出的聚合物被拉伸为纤维，通常制成的纤维 在接收体的表面以纤维网的形式被接收。静电纺技术制备天然或者人工合成的聚合物的纤维直径可以达到几十纳米到几百纳 米，已经成功制备的材料包括壳聚糖、胶原蛋白、聚氨酯、聚乙烯酸、聚乳酸等种类众多 的材料。这些电纺制备出的超细纤维己经应用在医药卫生、食品、服装等众多领域。其中 在医学研究方面，经过研究发现聚合物纳米纤维基质在形态上类似于天然细胞外基质,在 几种制备方法中与自组装和相分离相比静电纺是最简单和高效的方法[Ma， ZW, etal， Tissue. Eng. 11, 101, 2005.]。天然细胞外基质是由邻近细胞分泌的三种主要成分即蛋 白纤维、蛋白聚糖和非纤维蛋白成分通过化学和物理的交联组成的，其中直径分布在几十 到几百纳米的蛋白纤维，主要是胶原蛋白和弹性蛋白纤维通过相互的交织形成具有三维结 构的网状结构为组织的生长提供支撑和弹性。优良的组织修复支架应该模仿天然细胞外基 质的结构和功能，包括化学、物理结构和性能。经过对天然及人工聚合物材料的选择及合 理搭配再经过合适的装置进行接收和成型，可以经静电纺制备和筛选出不仅为组织生长提 供生物信号以利于细胞的黏附和生长，又具有一定机械性能的仿生细胞外基质。目前，有越来越多种类的材料用于静电纺纤维的同时，其相关装置及改进也己经有很 多报道，如釆用旋转带电电极静电纺聚合物纤维(中国专利公开号CN 1849418A)，同轴 共纺技术(中国专利申请号200310108130.9，公丌号1537981)，多喷头静电纺装置(中 国专利号200320122276.4)，静电纺的接收和输送装置(中国专利号200420107833. X) 等。但是这些设备主要是对静电纺中纤维制备过程的改进，或对工业生产加工技术的改进， 对静电纺纤维的取向以及由取向纤维直接接收形成具有一定三维形态的结构方面的报道 很少。目前使用普通的静电纺方法制备的纤维丝通常是无序排列的膜状结构，如此得到纺 织品其机械性能较低，其精细结构也基本保持无规状态，故无法满足一些特殊场合使用的 要求，特别是在要求具有一定精细结构的医学领域的应用。糊,本实用新型所要解决的技术问题是提供一种精细静电纺纤维生产接收装置，已解决现 有技术中静电纺纤维结构无序的缺陷。 技术方案本实用新型提供了一种精细静电纺纤维接收装置，包含控制台和纤维接收平台两个部 分，控制台包括电源、调速电机控制器和步进电机控制器，纤维接收平台包括由床板1、 墙身2、机架5及其固定的电机等部件组成，电机7和夹头6相连，夹头6和顶头4一起 固定接收滚轴，丝杆3安装在床板1上通过控制电机8的速度控制丝杆3转动速度从而控 制接收平台左右平动的速度和方向。所述的丝杆3和控制电机8之间还有一联轴器9。由的静电纺纤维接收装置生产得到的纯聚合物或混合聚合物得到的静电纺纤维管或 切开得到的膜状结构。由上述的静电纺纤维接收装置生产得到的经同轴共纺制备的具有壳芯结构的纤维丝 组成的管状或切开得到的膜状结构。由上述的静电纺纤维接收装置生产接收到的经溶液混合后静电纺或同轴共纺制备得 到的含有生长因子、肝素、抗生素等生物活性成分或药物的纤维组成的管状或切开得到的 膜状结构。所述的装置生产出的纤维结构为内径为1. 5毫米,壁厚O. 3毫米,长IO厘米的P(LLA-CL) 纳米纤维管状支架。所述的装置生产出的纤维结构为内径为3毫米，壁厚0. 3毫米,长10厘米的P(LLA-CL) 纳米纤维管状支架。所述的装置生产出的纤维结构为长10厘米宽约9厘米厚度为0. 15毫米的含有肝素的 纤维膜状结构。有益效果通过转动接收可以得到由纤维组成的不同直径的管结构，其管壁具有较高的孔隙率， 非常适合医药、精细过滤、防护等方面的应用。本发明设备简单，成本低廉，非常适用于 大规模生产。
4图1 静电纺纤维接收平台示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本 实用新型而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后， 本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附 权利要求书所限定的范围。实施例1一种静电纺纤维接收装置，包含控制台和纤维接收平台两个部分，控制台包括电源、 调速电机控制器和步进电机控制器，可以预先或纺丝过程中设定或调节纤维接收平台中电 机7的转动速度从而控制夹头6及其固定的接收滚轴的转动速度，通过控制电机8的速度 控制丝杆3转动速度从而控制接收平台左右平动的速度和方向；纤维接收平台包括由床板 1、墙身2、机架5及其固定的电机等部件组成，其中夹头6和顶头4共同固定不同直径的 滚轴并通过顶头接地作为纤维接收体并使其以可控速度转动，在平台平动到预设的位置时 在联轴器9的作用下实现无级变速的方式自动转向。实施例2将本发明装置(图1)置于普通静电纺或同轴共纺喷丝孔正下方或相对方向，纺丝溶 液可以为天然来源、人工合成以及复合有包括生长因子、肝素、抗生素等活性成分的聚合 物溶液，在电压5-30千伏，注射速度0. 1-20毫升/小时,接收距离5-30厘米的条件下纺 丝。通过控制台开启电源，调节左右平移速度0-100厘米/分钟，滚轴转动速度为0-6000 转/分钟，通过夹头将滚轴接地，开启平动和转动开关通过转动的滚轴接收纤维，并过滚 轴的左右移动使所得纤维分布均匀。实施例3取0.18克P(LLA-CL)溶于3毫升丙酮中，磁力搅拌至完全溶解，得到浓度为6%的混 合纺丝溶液3毫升。预先将直径为1.5毫米不锈钢轴装入本发明的接收装置上，设定转速 为500转/分钟,步移速度为60厘米/分钟，将滚轴通过一端的接地口接地。将溶液吸入注 射器中，控制微量注射泵推进速度为1. 5毫升/小时，选用6号不锈钢针头并与20KV高压相 连,用本装置在针头正下方15厘米处接收纤维丝，2小时后从滚轴壁上可取下内径为1.5 毫米,壁厚0. 3毫米，长10厘米的P(LLA-CL)纳米纤维管状支架。实施例4取0. 36克P(LLA-CL)溶于6毫升丙酮中，磁力搅拌至完全溶解，得到浓度为6%的混 合纺丝溶液6毫升。预先将直径为3毫米不锈钢轴装入本发明的接收装置上，设定转速为 6000转/分钟，步移速度为60厘米/分钟。把溶液吸入注射器中,控制微量注射泵推进速度 为2毫升/小时,选用6号不锈钢针头并与20KV高压相连,把纤维接收台放在针头正下方15 厘米处接收纤维丝，3小时后从滚轴壁上可取下内径为3毫米，壁厚0. 3毫米,长10厘米 的P(LLA-CU纳米纤维管状支架。实施例5将0. 40克明胶和0. 06克肝素溶于5毫升三氟乙醇和水的混合溶剂中，磁力搅拌至完 全溶解得纺丝溶液。预先将直径为3厘米滚轴固定在夹头上，设定转速为2000转/分钟， 步移速度为100厘米/分钟。将溶液吸入注射器中，控制微量注射泵推进速度为2毫升/小 时，选用6号不锈钢针头并与20KV高压相连,把纤维接收台在针头正下方15厘米处接收纤 维丝，2.5小时后得到一管状结构。用刀片沿纵轴将该织物切开，可得到长10厘米宽约9 厘米厚度为0.15毫米的含有肝素的纤维膜状结构。实施例6将0. 36克P(LLA-CL)溶于6毫升三氟乙醇,磁力搅袢至完全溶解得到纺丝的第一种溶 液；将0.006克碱性成纤维细胞生长因子溶于1毫升水中得到纺丝的第二种溶液。预先将 直径为2毫米塑料轴装入本发明的接收装置上，设定转速为1500转/分钟,步移速度为100 厘米/分钟。以第一种溶液作为外层，以第二种溶液作为内层，采用同轴共纺装置进行纺 丝(具体装置见中国专利申请号200310108130.9，公开号1537981),内外层溶液推进 速度分别为1. 2和0. 4亳升/小时。 一段时间后在轴上可见明显管状结构。
权利要求1. 一种精细静电纺纤维接收装置，其特征在于包含控制台和纤维接收平台两个部分，控制台包括电源、调速电机控制器和步进电机控制器，纤维接收平台包括由床板(1)、墙身(2)、机架(5)及固定的电机部件组成，电机(7)和夹头(6)相连，夹头(6)和顶头(4)一起固定接收滚轴，丝杆(3)安装在床板(1)上通过控制电机(8)的速度控制丝杆(3)转动速度从而控制接收平台左右平动的速度和方向。
2. 如权利要求l所述的一种精细静电纺纤维接收装置，其特征在于所述的丝杆(3)和 控制电机(8)之间还有一联轴器(9)。
专利摘要本实用新型提供了一种精细静电纺纤维接收装置，包含控制台和纤维接收平台两个部分，控制台包括电源、调速电机控制器和步进电机控制器，纤维接收平台包括由床板(1)、墙身(2)、机架(5)及其固定的电机等部件组成。本实用新型生产得到的新型纺织纤维结构可应用于药物缓释、组织修复、过滤等方面。适合医药、精细过滤、防护等方面，本发明设备简单，成本低廉，适用于大规模生产。
文档编号D01D5/00GK201106072SQ20072007095
公开日2008年8月27日 申请日期2007年6月12日 优先权日2007年6月12日
发明者张中炜, 潘洪毅, 莫秀梅, 峰 陈 申请人:东华大学