[實用新型]靜電微流控紡絲裝置

有效

• 申請號: 201821726390.0
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN209555419U
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 陳蘇;丁正云;王玉娟;李晴;劉暢;彭剛;李國星
• 申請（專利權）人: 南京捷納思新材料有限公司
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00;D04H1/728
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;袁正英

本實用新型涉及靜電微流控紡絲裝置，由高壓直流電源1、微量注射泵2、控制面板3、移動滑臺4、移動滑臺電機5、噴絲針頭6、工作臺7、筒式接收器8、接收器電機9、排風裝置10、照明裝置11和腔體12組成；將紡絲液裝到微量注射泵2的注射器中，噴絲針頭6靠近筒式接收器8并固定；聚合物液滴接觸接收器時，纖維纏繞在接收器8上；啟動移動滑臺電機5和接收器電機9，接收器電機9帶動筒式接收器8旋轉收絲，移動滑臺電機5通過絲桿帶動移動滑臺4移動，使接收器上的絲等距偏移，形成有序的纖維陣列；通過移動滑臺4帶動筒式接收器8往復運動，使納米纖維層層疊加成納米纖維膜。本實用新型解決傳統靜電紡絲方法難以制備有序的纖維陣列，擴大了應用領域。

技術領域

本實用新型涉及一種新型靜電微流控紡絲裝置，具體來說提供了一種既可以靜電紡絲又可以微流體紡絲的裝置。

背景技術

納米纖維目前別廣泛應用于組織工程，柔性穿戴以及超級電容器等領域。然而，目前的主流紡絲技術，如靜電紡絲，熔融紡絲，以及離心紡絲等紡絲工藝，隨著技術需求的發展，也暴露出一些局限性。如靜電紡絲，由于其可紡聚合物廣，所紡的纖維直徑最小，被廣泛應用。然而，靜電紡絲只能將導電聚合物溶液或熔體在強電場中噴射紡絲，對于一些近乎絕緣的或者粘度較大的聚合物溶液而言，很難采用靜電紡絲的方式將它們制備成納米纖維。此外，通過靜電紡絲方式制備的納米纖維其排列往往是無序的。因此，開發出一種能制備出有序排列的超細直徑的納米纖維成了亟待解決的問題。

微流體紡絲技術由于其易操作、安全、多樣化等特征，同時能制備出有序纖維陣列而廣受關注。但由于微流體紡絲技術起步較晚，仍存在一些技術上的限制，其所紡織出的絲通常都在幾個微米的范圍之內，因此要紡織出有序排列的超細直徑的納米纖維還需將其與傳統的紡絲技術相結合。本發明選擇將微流體紡絲技術和靜電紡絲技術相結合，開發出一種既可以制備超細納米纖維又能制備有序排列的納米纖維膜的新型紡絲工藝流程。

發明內容

本實用新型的目的是為了改進現有技術存在的問題與不足，提供了一種靜電微流控紡絲裝置，將傳統的靜電紡絲與微流體紡絲相結合，發明出一種既包含靜電紡絲的所有功能又可以制備出有序陣列的纖維裝置。通過將靜電和微流控相結合，制備出有序的納米纖維陣列。主要解決了傳統的靜電紡絲方法難以制備有序的纖維陣列，同時，擴大了纖維的應用領域。

本實用新型是通過以下技術方案實現的:

靜電微流控紡絲裝置，其特征在于由高壓直流電源、微量注射泵、控制面板、移動滑臺、移動滑臺電機、噴絲針頭、工作臺、筒式接收器、接收器電機、排風裝置、照明裝置和腔體組成；移動滑臺、移動滑臺電機、工作臺、筒式接收器、接收器電機均內置于腔體內部；其中高壓直流電源安裝在腔體的頂部，利用導線與噴絲針頭相連接；微量注射泵通過金屬隔板內置于腔體的一側頂部，控制面板鑲嵌于腔體的一側表面，通過線路與微量注射泵、移動滑臺電機、接收器電機、排風裝置和照明裝置相連接；移動滑臺電機固定于移動滑臺的上方，并置于工作臺的上方，通過移動滑臺電機控制移動滑臺左右往復運動；在工作臺的下方設有筒式接收器，其一端與工作臺相連，接收器電機固定在接收器另一端，通過線路與接收器相連帶動接收器旋轉；在腔體內部另一側的角上安裝有排風裝置，可以及時出去紡絲過程中的溶劑；照明裝置內置于腔體另一側，以便觀察。

本實用新型還提供了一種利用上述的靜電微流控裝置制備多功能納米纖維膜的紡絲工藝，其具體步驟如下:用溶劑將聚合物溶解成一定質量分數的紡絲溶液并裝入到微量注射泵裝置中的注射器中，使噴絲針頭靠近筒式接收器并固定；通過控制面板設置好高壓直流源的電壓大小、微量注射泵、移動滑臺電機和接收器電機的速率；當聚合物液滴接觸接收器時，通過牽引力的作用將纖維纏繞在接收器上；啟動移動滑臺電機和接收器電機，接收器電機帶動筒式接收器旋轉收絲，移動滑臺電機通過絲桿帶動移動滑臺移動，使接收器上的絲等距偏移，形成有序的纖維陣列；通過移動滑臺帶動筒式接收器往復運動，使納米纖維層層疊加，形成納米纖維膜。