[实用新型]一种用于制备多孔纳米纤维的静电纺丝装置

说明书

技术领域

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

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。

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

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。

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泵7和氮气瓶8，气泵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，气泵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。

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。

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 泵产生气流的流量。

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。

所述氮气瓶8、气泵7产生的气流分别通过各自的导气管进入到 漏斗底部。

本实用新型的工作原理是：本实用新型采用气泵，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，控制到打开气泵，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。

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

图1为现有技术中的静电纺丝装置的结构示意图；

图2为本实用新型提供的静电纺丝装置的结构示意图；

图3为喷丝头的放大示意图；

图中标示：1—料桶，2—活塞，3—喷丝头，4—高压供电装置， 5—接收板，6—漏斗，7—气泵，8—氮气瓶，9—布筛，10—致孔颗 粒，11—内针头，12—外针头。

具体实施方式