[發明專利]一種批量制備核殼結構纖維的靜電紡絲裝置

有效

• 申請號: 201811255868.0
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109023561B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 陳宏波;楊衛民;汪傳生;韓雯雯;江瑞
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00
• 代理公司: 青島匯智海納知識產權代理有限公司 37335
• 代理人: 雷斐

本發明涉及靜電紡絲領域，尤其是一種批量制備核殼結構纖維的靜電紡絲裝置。包括分流塊、噴頭和電極板，分流塊設置在噴頭的上方，電極板位于噴頭的下方；所述噴頭包括第一套筒、第二套筒、第三套筒、芯軸，第二套筒設置在第一套筒內，第二套筒的上部與第一套筒的上部固定連接，第二套筒的中下部與第一套筒的中下部之間設有環形流道Ⅰ，第三套筒設置在第二套筒內，第三套筒的上部與第二套筒的上部固定連接，第三套筒的中下部與第二套筒的中下部之間設有環形流道Ⅱ，芯軸設置在第三套筒內，芯軸的上部與第三套筒固定連接，芯軸的中下部與第三套筒的中下部之間設有環形流道Ⅲ。該裝置實現了核殼結構纖維或者中空纖維的批量化生產。

技術領域

本發明涉及靜電紡絲領域，尤其是一種批量制備核殼結構纖維的靜電紡絲裝置。

背景技術

靜電紡絲技術是一種利用高壓靜電將聚合物熔體或者溶液制成超細纖維的方法，具有裝置簡單、成本低廉、工藝可控、材料適用性廣、可連續化生產等特點，受到了廣泛的關注。傳統的靜電紡絲設備都是使用普通毛細管針頭，只能制備實心且表面光滑的單一組分的納米纖維。

隨著靜電紡絲和納米材料技術的不斷發展，對納米纖維的功能化應用提出了新的要求。核殼結構纖維由一種材料包覆另一種材料，具有雙層結構，在醫用敷料、藥物緩釋、電介質材料、相變材料等方面有著廣泛的應用潛力。因此，在傳統靜電紡絲技術的基礎上，發展出了同軸靜電紡絲，其是將核層和殼層材料分別裝在兩個注射器中，紡絲噴頭由兩個同軸不同內徑的毛細管組成，內外層材料在毛細管尖端匯合并在高壓靜電場作用下拉伸變形固化成同軸復合纖維，若將核層材料通過加熱或溶解去掉，留下殼層材料，即得到中空纖維。同軸靜電紡絲法能方便制備核殼結構纖維，但是一次只能紡出一根纖維，效率低下，限制了其應用領域，所以需要開發一種批量制備核殼結構纖維的靜電紡絲噴頭。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術中存在的上述問題，提出了一種批量制備核殼結構纖維的靜電紡絲裝置，實現了核殼結構纖維或者中空纖維的批量化生產。

本發明的技術方案是：一種批量制備核殼結構纖維的靜電紡絲裝置，其中，包括分流塊、噴頭和電極板，分流塊設置在噴頭的上方，電極板位于噴頭的下方；

所述噴頭包括第一套筒、第二套筒、第三套筒、芯軸，第二套筒設置在第一套筒內，第二套筒的上部與第一套筒的上部固定連接，第二套筒的中下部與第一套筒的中下部之間設有環形流道Ⅰ，第三套筒設置在第二套筒內，第三套筒的上部與第二套筒的上部固定連接，第三套筒的中下部與第二套筒的中下部之間設有環形流道Ⅱ，芯軸設置在第三套筒內，芯軸的上部與第三套筒固定連接，芯軸的中下部與第三套筒的中下部之間設有環形流道Ⅲ；

所述第一套筒內設有呈傾斜設置的直流道Ⅰ和直流道Ⅱ，芯軸內設有豎直方向的直流道Ⅳ，分流塊的底部與噴頭的上表面接觸，分流塊的頂部設有殼層材料入口，分流塊內設有兩個分流道，殼層材料入口與兩分流道連通，兩分流道分別與直流道Ⅰ和直流道Ⅳ連通，直流道Ⅰ的頂端與分流塊內的分流道連通，直流道Ⅰ的底端與環形流道Ⅰ連通，直流道Ⅳ的頂端與分流塊內的分流道連通，直流道Ⅳ的底端與環形流道Ⅲ連通；

所述直流道Ⅱ的頂端與核層材料入口連通，第二套筒內設有直流道Ⅲ，直流道Ⅲ的頂端與直流道Ⅱ的底端連通，直流道Ⅲ的底端與環形流道Ⅱ連通；

所述第二套筒和第三套筒的底部均設有尖端，且第二套筒和第三套通的底端形狀呈對稱設置；

所述第二套筒和第三套筒底部尖端的下方設有電極板，電極板與高壓靜電發生器連接。

本發明中，所述殼層材料通過入口進入分料塊后，沿著分流道被均勻分流為兩部分，分別流入直流道Ⅰ和直流道Ⅳ內，分流塊內設有加熱棒。加熱棒實現對殼層材料的溫度控制，保證殼層材料在分料塊內的流動性。

所述第一套筒的外側包裹有加熱圈。通過設置加熱圈，可以保證第一套筒內殼層材料的溫度，保證殼層材料的流動性。