一种用于制备多孔纳米纤维的静电纺丝装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于静电纺丝技术领域，尤其涉及一种用于制备多孔纳米纤维的静电纺丝装置。
【背景技术】
[0002]高压静电纺丝技术是利用高压静电场对高分子溶液的击穿作用来制备纳微米纤维材料的方法。其原理是利用外加电场力使聚合物溶液或熔体克服表面张力在纺丝喷头毛细管尖端形成射流，当电场强度足够高时，在静电斥力、电场力和表面张力的共同作用下，聚合物射流沿不稳定的螺旋轨迹弯曲运动，在几十毫秒内被牵伸千万倍，随溶剂挥发，射流固化形成亚微米至纳米级超细纤维。
[0003]近年来，为了制备大孔径组织工程支架，有学者将传统的高压静电纺丝与各种成孔技术相结合制备大孔径组织工程支架，而粒子滤沥技术因其操作简便，孔径可以通过致孔颗粒大小控制而受青睐。有人将高压静电纺丝与粒子滤沥技术相结合，在静电纺丝过程中，用一个自动振动的筛子使盐粒子10与纤维同时沉积在接收装置上(见图1)，所述的静电纺丝装置包括料桶1、高压供电装置4和接收板5，制得了透明质酸/胶原(HA/collagen)纤维和NaCl盐粒子的复合物，再把纤维/NaCl复合物加工成所需的形状和尺寸。盐粒子去掉后，支架会发生一定程度的萎缩，但仍保持了完整的大孔结构。值得指出的是，该方法虽然可行，但由于颗粒是在纤维沉积后才附在上面的，所以所制备的孔隙位于纤维与纤维间，盐去除后，支架会发生萎缩，力学性能差，而孔和孔之间的连通性也是个问题。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术的不足，本实用新型提供一种用于制备多孔纳米纤维的静电纺丝装置，所述静电纺丝装置将致孔颗粒直接嵌于纤维上，并同时嵌于纤维与纤维间。
[0005]本实用新型的技术方案如下:一种用于制备多孔纳米纤维的静电纺丝装置，其包括料桶1、设于料桶内且能在料桶内运动的活塞2、设于料桶一端且与料桶连接的喷丝头3、连接在喷丝头上的高压供电装置4、对应喷丝头位置设置的接收板5以及给接收板5接地的接地电源线，所述喷丝头3位于接收板5下方，接收板5倒置设置，接收板5与喷丝头3之间还设有漏斗6，喷丝头3位于漏斗6咀部，所述静电纺丝装置还包括气栗7和氮气瓶8，气栗7和氮气瓶8产生的气流从漏斗底部向上流动;纺丝纤维液从喷丝头3出去后，氮气瓶8产生的氮气流带动纺丝纤维液向上运动，气栗产生的气流将致孔颗粒10悬浮在漏斗6上方，使致孔颗粒能够嵌入纤维上和纤维间。
[0006]所述喷丝头3设有内针头11和外针头12，其中一个针头用于导出氮气。
[0007]所述漏斗咀部(漏斗体与漏斗腿的连接处)设有布筛9，布筛9位于喷丝头3的下方，布筛9上布有10致孔颗粒，布筛厚度影响气栗产生气流的流量。
[0008]所述的致孔颗粒为氯化钠，其他易溶于水的颗粒也可以，致孔颗粒的粒度影响纺丝纤维的孔径。
[0009]所述氮气瓶8、气栗7产生的气流分别通过各自的导气管进入到漏斗底部。
[0010]本实用新型的工作原理是:本实用新型采用气栗，用导气管导出后经过布筛的滤过缓冲后形成稳定而温和的层流，流速及压力通过布筛厚度控制，控制到打开气栗，气流可以将粒度合适的致孔颗粒稳定悬浮起来，喷丝头的针头位于接收板下方，出丝液受重力作用，会成滴滴下，为了克服重力，本实用新型设计了内外两层针头，由内层或外层导出氮气，由向上的氮气拉伸作用，而抵抗向下的重力作用，在电场作用，重力作用，及氮气流作用下，纺丝液得以良好拉伸而成纤。成纤过程中，纤维带走一部分颗粒，颗粒受气体浮力和电场力作用后，一部分嵌入纤维间，而剩余的没有载入纺丝纤维的颗粒离开气道后，顺漏斗内壁滑落至布筛上，进入气道，再循环载入。
[0011]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:本实用新型提供的静电纺丝装置制备简单，操作方便，能够将致孔颗粒直接嵌于纤维上，并同时嵌于纤维与纤维间，而且可以控制纺丝纤维的孔径。
【附图说明】
[0012]图1为现有技术中的静电纺丝装置的结构示意图；
[0013]图2为本实用新型提供的静电纺丝装置的结构示意图；
[0014]图3为喷丝头的放大示意图；
[0015]图中标不:I一料桶，2—活塞，3—喷丝头，4一尚压供电装置，5—接收板，6—漏斗，7一气栗，8一氣气瓶，9一布筛，1—致孔颗粒，11 一内针头，12一外针头。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步详细说明。
[0017]如图1、2所示，所述静电纺丝装置包括料桶1、设于料桶内且能在料桶内运动的活塞2、设于料桶I 一端且与料桶I连接的喷丝头3、连接在喷丝头3上的高压供电装置4、对应喷丝头位置设置的接收板5以及给接收板5接地的接地电源线，所述喷丝头3位于接收板5下方，接收板5倒置设置，接收板3与喷丝头5之间还设有漏斗6，喷丝头位于漏斗6咀部，所述静电纺丝装置还包括气栗7和氮气瓶8，气栗7和氮气瓶8产生的气流从漏斗6底部向上流动;纺丝纤维液从喷丝头3出去后，氮气瓶8产生的氮气流带动纺丝纤维液向上运动，气栗7产生的气流将致孔颗粒悬浮在漏斗上方，使致孔颗粒能够嵌入纤维上和纤维间。
[0018]所述喷丝头3设有内针头11和外枕头12，其中外针头用于导出氮气，内针头导出纺丝液，如图2所示。
[0019]所述漏斗6咀部设有布筛9，布筛位于喷丝头的下方，布筛上布有致孔颗粒氯化钠10。
[0020]所述静电纺丝的工作过程如下:接通高压供电装置4后，并打开氮气瓶8和气栗7，纤维纺丝液将克服自身重力，在氮气流和电场力的双重作用下，充分拉伸后收集于上方收集板上，在气栗7产生的气流作用下，置于布筛9上的盐颗粒悬浮于漏斗6中，随着纺丝溶液拉伸鞭动，随机的将氯化钠10颗粒载入纤维中及纤维间，落于接收板5后层层叠加，形成载有大直径氯化钠10盐颗粒的立体的纤维支架，氯化钠10颗粒存在于单根纤维上，也位于纤维与纤维间。待纤维支架制备完成后，将颗粒溶去，干燥，以期获得孔径可控的组织工程支 。球
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【主权项】
1.一种用于制备多孔纳米纤维的静电纺丝装置，其包括料桶(I)、设于料桶(I)内且能在料桶(I)内运动的活塞(2)、设于料桶(I)一端且与料桶(I)连接的喷丝头(3)、连接在喷丝头(3)上的高压供电装置(4)、对应喷丝头(3)位置设置的接收板(5)以及给接收板(5)接地的接地电源线，其特征在于，所述喷丝头(3)位于接收板(5)下方，所述接收板(5)倒置设置，接收板(5)与喷丝头(3)之间还设有漏斗(6)，喷丝头(3)位于漏斗咀部，所述静电纺丝装置还包括气栗(7)和氮气瓶(8)，气栗(7)和氮气瓶(8)产生的气流从漏斗(6)底部向上流动;纺丝纤维液从喷丝头(3)出去后，氮气瓶(8)产生的氮气流带动纺丝纤维液向上运动，气栗(7)产生的气流将致孔颗粒(10)悬浮在漏斗(6)上方，使致孔颗粒(10)能够嵌入纤维上和纤维间。2.如权利要求1所述的用于制备多孔纳米纤维的静电纺丝装置，其特征在于，所述喷丝头(3)设有内针头(11)和外针头(12)，其中一个针头用于导出氮气。3.如权利要求1所述的用于制备多孔纳米纤维的静电纺丝装置，其特征在于，所述漏斗(6)咀部设有布筛(9)，布筛(9)位于喷丝头(3)的下方，布筛(9)上布有致孔颗粒(10)。4.如权利要求3所述的用于制备多孔纳米纤维的静电纺丝装置，其特征在于，所述的致孔颗粒(10)为氯化钠。5.如权利要求1所述的用于制备多孔纳米纤维的静电纺丝装置，其特征在于，所述氮气瓶(8)、气栗(7)产生的气流分别通过各自的导气管进入到漏斗底部。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于制备多孔纳米纤维的静电纺丝装置，其包括料桶、设于料桶一端且与料桶连接的喷丝头、对应喷丝头位置设置的接收板以及给接收板接地的接地电源线，所述喷丝头位于接收板下方，接收板与喷丝头之间还设有漏斗，喷丝头位于漏斗咀部，所述静电纺丝装置还包括气泵和氮气瓶，气泵和氮气瓶产生的气流从漏斗底部向上流动；纺丝纤维液从喷丝头出去后，氮气瓶产生的氮气流带动纺丝纤维液向上运动，气泵产生的气流将致孔颗粒悬浮在漏斗上方，使致孔颗粒能够嵌入纤维上和纤维间。本实用新型提供的静电纺丝装置制备简单，操作方便，能够将致孔颗粒直接嵌于纤维上，并同时嵌于纤维与纤维间，而且可以控制纺丝纤维的孔径。
【IPC分类】D01D4/02, D01D5/00
【公开号】CN205241869
【申请号】CN201520890108
【发明人】李罡, 陈凤源, 李艳红, 林云红
【申请人】昆明医科大学
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年11月10日