[發(fā)明專利]中空?qǐng)A環(huán)管道多噴頭和球面成膜的靜電紡絲制膜裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910096181.1
• 申請(qǐng)日: 2009-02-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101487172A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 茍中入;蘇鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): D04H3/00
• 分類(lèi)號(hào): D04H3/00;D01D5/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 林懷禹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種靜電紡絲裝置，具體涉及一種中空?qǐng)A環(huán)管道多噴頭和球面成膜的靜電紡絲制膜裝置。

背景技術(shù)

高壓靜電紡絲是利用非牛頓流體在高壓電場(chǎng)下產(chǎn)生射流形成微納米連續(xù)纖維的一種新型技術(shù)。電紡絲技術(shù)與傳統(tǒng)紡絲工藝存在顯著差異，并逐漸成為全球范圍內(nèi)倍受重視的纖維、薄膜乃至三維管狀、泡沫型材料制備加工的新技術(shù)。由于電紡絲技術(shù)可以將大量治療型藥物、抑菌物質(zhì)、功能基團(tuán)甚至活細(xì)胞等復(fù)合到纖維材料中，因此在生物醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)、稀貴物質(zhì)富集回收、空氣清潔過(guò)濾以及軍事等諸多領(lǐng)域都顯示出優(yōu)越的應(yīng)用價(jià)值，并成為各國(guó)學(xué)者研究的熱點(diǎn)。

常規(guī)電紡絲裝置是將非牛頓流體推送到帶高壓電的單噴管?chē)娍冢筛邏弘妶?chǎng)力作用形成微納米纖維，并在接地的導(dǎo)電性載體富集接收，連續(xù)纖維隨機(jī)疊加形成薄膜材料(US?patent?1975504)。這種裝置產(chǎn)生的薄膜材料纖維無(wú)序、各區(qū)域膜厚度不可控，薄膜孔道尺度和分布不可控，而且生產(chǎn)效率極低。其次，平板或網(wǎng)格式接收器收集的薄膜為平面薄膜，二次加工成型性差，不適宜于需要孔道尺度和分布可控、局部形態(tài)非平整的應(yīng)用。近年來(lái)不少學(xué)者對(duì)電紡絲裝置各個(gè)組件進(jìn)行了大量革新研究，譬如將單噴頭改造為同心噴頭(中國(guó)專利CN2682089Y)、并列噴頭(中國(guó)專利CN101225554A)、多噴頭(世界專利WO2006049664，WO2005099308；中國(guó)專利ZL200410025622.6，CN100455705C等)，生產(chǎn)中空型、核-殼結(jié)構(gòu)型或者多孔道型纖維材料；將平面接收載體改造為管狀接收器(中國(guó)專利CN200985371Y)、滾筒型接收載體(中國(guó)專利CN101363137A)、可變直徑圓筒收集器(中國(guó)專利CN201053041Y)、可滑移和滾動(dòng)圓筒收集器(中國(guó)專利CN2915892Y)和溶液收集載體等。此外現(xiàn)有技術(shù)還有氣氛可控(中國(guó)專利CN1876902A)、外加磁場(chǎng)(中國(guó)專利CN101089254A)、外加振動(dòng)(中國(guó)專利CN1986913A)等輔助設(shè)施，這些現(xiàn)有技術(shù)解決了高效率、有序化或者規(guī)?；a(chǎn)的技術(shù)需求。

但是現(xiàn)有電紡絲裝置在以下方面的需求上存在嚴(yán)重問(wèn)題：第一，在多種材質(zhì)纖維復(fù)合膜材料制備方面，現(xiàn)有技術(shù)是將獨(dú)立制備的薄膜疊加復(fù)合制備成多層膜，或者獨(dú)立各材質(zhì)物質(zhì)混合溶解到相同流體介質(zhì)中制備復(fù)合材料，無(wú)法實(shí)現(xiàn)不同材質(zhì)形成獨(dú)立纖維并相互交叉均勻重疊復(fù)合，達(dá)不到不同荷電性質(zhì)材質(zhì)的功能基團(tuán)發(fā)揮獨(dú)立功能的目的；第二，現(xiàn)有的纖維接收器不能制備局部凹陷(或隆起)并且薄膜厚度均勻、薄膜內(nèi)通孔尺度和分布均勻等需求。第三，不同活性物質(zhì)經(jīng)不同材質(zhì)纖維復(fù)合并獨(dú)立發(fā)揮其功效的電紡絲膜材料也是目前紡絲技術(shù)的挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服背景技術(shù)中存在的問(wèn)題，在保證高效率和規(guī)?；B續(xù)生產(chǎn)電紡絲薄膜材料的情況下，本發(fā)明的目的在于提供一種多噴頭和球面成膜接收器靜電紡絲制膜裝置，解決不同材質(zhì)電紡絲協(xié)同共紡并且一步制備多孔性薄膜材料，以便在短時(shí)間內(nèi)獲得不需二次加工的多孔性薄膜材料制品。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明包括電源、輸送線、N個(gè)裝有儲(chǔ)液的可調(diào)壓推進(jìn)器、與可調(diào)壓推進(jìn)器相同個(gè)數(shù)的同心圓分布的中空?qǐng)A環(huán)管道、N-1個(gè)絕緣中空連接管、N-1個(gè)開(kāi)關(guān)閥、管道連接件、噴頭、多孔性球面成膜接收器和接地線；N個(gè)裝有儲(chǔ)液的可調(diào)壓推進(jìn)器分別與各自的中空?qǐng)A環(huán)管道連通，相鄰中空?qǐng)A環(huán)管道均由管道連接件連接，相鄰中空?qǐng)A環(huán)管道間由裝有開(kāi)關(guān)閥的絕緣中空連接管連通，每一個(gè)中空?qǐng)A環(huán)管道下方等間距布置噴頭，電源經(jīng)輸送線與每一個(gè)中空?qǐng)A環(huán)管道連接，中空?qǐng)A環(huán)管道下方設(shè)置一個(gè)多孔性球面成膜接收器及其接地線。

本發(fā)明通過(guò)開(kāi)啟或者閉合中空?qǐng)A環(huán)管道之間的開(kāi)關(guān)閥既可以一次性快速制備不同材質(zhì)纖維相互交疊形成的多孔性纖維薄膜，又可以根據(jù)應(yīng)用的需要，不同材質(zhì)纖維的表面功能基團(tuán)、不同材質(zhì)纖維內(nèi)復(fù)合物質(zhì)種類(lèi)、不同材質(zhì)纖維的直徑、不同纖維的復(fù)合比例、不同材質(zhì)纖維分布范圍等都可以方便調(diào)節(jié)；還可以通過(guò)改變球面接收器上的孔密度、孔尺寸、孔形態(tài)達(dá)到薄膜材料制品孔道調(diào)控的目的。

本發(fā)明具有的有益效果是：

1)快速生產(chǎn)不同材質(zhì)纖維復(fù)合比例、分布范圍、纖維直徑、負(fù)載物質(zhì)方便調(diào)節(jié)的多孔薄膜材料；

2)生產(chǎn)的薄膜材料不需繁雜二次加工，適用于大量需要非完全平面型薄膜材料領(lǐng)域的應(yīng)用。

該裝置具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉和復(fù)合薄膜材料制品生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖2是中空雙圓環(huán)管道、噴頭、連接管、連接件組件的結(jié)構(gòu)俯視示意圖。