一種三元復(fù)合纖維靜電紡絲裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及靜電紡絲技術(shù)，具體涉及一種三元復(fù)合纖維靜電紡絲裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]靜電紡絲技術(shù)可制備出納米級(jí)纖維并將其紡成纖維膜，由于此類纖維膜具有高孔隙度、高比表面積、可供選擇的材料數(shù)量多和綠色適宜等優(yōu)良特性，靜電紡絲納米纖維被廣泛用于組織工程，再生醫(yī)學(xué)和藥物輸送等領(lǐng)域。
[0003]將多種不同成分的纖維紡成的膜稱為多元復(fù)合纖維膜，其結(jié)合了各組分的優(yōu)異理化性質(zhì)，可使纖維及膜的性能得到極大提高，因而具有更加廣闊的應(yīng)用范圍和使用價(jià)值。
[0004]然而現(xiàn)有的靜電紡絲裝置還不能實(shí)現(xiàn)含有兩種以上不同纖維成分的多元復(fù)合纖維膜的一步合成，且存在裝置復(fù)雜，操作困難等諸多問(wèn)題。
[0005]由于上述問(wèn)題的存在，本發(fā)明人對(duì)現(xiàn)有的靜電紡絲裝置進(jìn)行深入研宄，以便制作出可一步合成多元復(fù)合纖維膜的一種三元復(fù)合纖維靜電紡絲裝置。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為了克服上述問(wèn)題，本發(fā)明人進(jìn)行了銳意研宄，設(shè)計(jì)出一種三元復(fù)合纖維靜電紡絲裝置，可實(shí)現(xiàn)三種或三種以下不同纖維成分的多元復(fù)合纖維膜的一步合成，且裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、調(diào)控方便。
[0007]本實(shí)用新型的目的在于提供一種三元復(fù)合纖維靜電紡絲裝置，包括高壓電源1、三個(gè)并聯(lián)的溫度顯示調(diào)節(jié)器2、三個(gè)紡絲部件和一個(gè)接收部件，其特征在于:
[0008]所述溫度顯示調(diào)節(jié)器2包括顯示器21、轉(zhuǎn)換器22、溫度調(diào)節(jié)器23和控制器24 ;
[0009]所述紡絲部件包括微量注射泵31、與微量注射泵31相連接的注射器32、注射料筒34、連通注射器32與注射料筒34的連接管33和套設(shè)于注射料筒34外部的熔融加熱器35 ；
[0010]所述接收部件包括三個(gè)導(dǎo)向桿41、接收滾輪42和與接收滾輪42相連接的轉(zhuǎn)速控制箱43 ；
[0011]所述高壓電源I的正極通過(guò)正極線11與注射料筒34相連接，負(fù)極通過(guò)負(fù)極線12與接收滾輪42相連接，接收滾輪42通過(guò)轉(zhuǎn)速控制箱43接地，在注射料筒34與接收滾輪42之間形成高壓電場(chǎng)。
[0012]本實(shí)用新型所具有的有益效果包括:
[0013](I)本實(shí)用新型提供的三元復(fù)合纖維靜電紡絲裝置包括三個(gè)相同的紡絲部件，可一步合成三種或三種以下不同纖維成分的多元復(fù)合纖維膜，該裝置成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便，且控溫方便，適用于多種復(fù)合纖維膜的制備。
[0014](2)本實(shí)用新型提供的三元復(fù)合纖維靜電紡絲裝置采用微量注射泵作為進(jìn)料及推動(dòng)裝置，流速、流量穩(wěn)定且精確度高，保證了纖維原料持續(xù)穩(wěn)定的供應(yīng)，使得制備的纖維連貫、均勻。
[0015](3)本實(shí)用新型提供的三元復(fù)合纖維靜電紡絲裝置設(shè)置有導(dǎo)向桿，通過(guò)導(dǎo)向桿上的導(dǎo)向閥將機(jī)頭噴出的纖維定向地牽引到接收滾輪上，實(shí)現(xiàn)纖維的收集。
[0016](4)本實(shí)用新型提供的三元復(fù)合纖維靜電紡絲裝置的接收滾輪可垂直于軸向旋轉(zhuǎn)或平行于軸向移動(dòng)，使得纖維的最終形態(tài)可任意調(diào)控，從而根據(jù)需要制備出多種形態(tài)的膜。
[0017](5)本實(shí)用新型提供的三元復(fù)合纖維靜電紡絲裝置的熔融加熱器分為料筒加熱套和機(jī)頭加熱套兩部分，可分別為注射料筒的筒身和機(jī)頭加熱，使得筒身和機(jī)頭的溫度可控。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1示出根據(jù)本實(shí)用新型一種優(yōu)選實(shí)施方式的三元復(fù)合纖維靜電紡絲裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2示出根據(jù)本實(shí)用新型一種優(yōu)選實(shí)施方式的熔融加熱器剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
[0021]1-高壓電源
[0022]11-正極線
[0023]12-負(fù)極線
[0024]2-溫度顯示調(diào)節(jié)器
[0025]21-顯示器
[0026]22-轉(zhuǎn)換器
[0027]23-溫度調(diào)節(jié)器
[0028]24-控制器
[0029]31-微量注射泵
[0030]32-注射器
[0031]33-連接管
[0032]34-注射料筒
[0033]341-筒身
[0034]342-機(jī)頭
[0035]343-絕緣套圈
[0036]35-熔融加熱器
[0037]351-料筒加熱套
[0038]352-機(jī)頭加熱套
[0039]353-絕緣管
[0040]354-保溫層
[0041]355-加熱層
[0042]356-溫度指示點(diǎn)
[0043]41-導(dǎo)向桿
[0044]42-接收滾輪
[0045]43-轉(zhuǎn)速控制箱
[0046]44-導(dǎo)向閥
【具體實(shí)施方式】
[0047]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。通過(guò)這些說(shuō)明，本實(shí)用新型的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更為清楚明確。
[0048]在根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，如圖1所示，提供一種三元復(fù)合纖維靜電紡絲裝置，包括高壓電源1、三個(gè)并聯(lián)的溫度顯示調(diào)節(jié)器2、三個(gè)紡絲部件和一個(gè)接收部件，可實(shí)現(xiàn)三種或三種以下不同纖維成分的多元復(fù)合纖維膜的一步合成。
[0049]在根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，如圖1所示，該裝置中的三個(gè)紡絲部件完全相同，所述紡絲部件包括微量注射泵31、與微量注射泵31相連接的注射器32、注射料筒34、連通注射器32與注射料筒34的連接管33和套設(shè)于注射料筒34外部的熔融加熱器35。
[0050]其中，所述微量注射泵31作為進(jìn)料及推動(dòng)裝置，定量泵入液態(tài)的纖維原料并通過(guò)連接在其出口處的注射器32將纖維原料推入連接管33，進(jìn)而流入注射料筒34，所述微量注射泵31的流速、流量穩(wěn)定可控且精確度高，保證了纖維原料持續(xù)穩(wěn)定的供應(yīng)，是制備連貫、均勻纖維的前提條件，可通過(guò)調(diào)節(jié)微量注射泵31的流速及流量來(lái)控制纖維噴出的速度。
[0051]所述注射料筒34包括筒身341和與筒身341相連通的機(jī)頭342，所述筒身341為兩端開(kāi)口、內(nèi)部中空的圓柱形筒，所述機(jī)頭342為兩端開(kāi)口、內(nèi)部中空的類似錐形筒，包括大口和小口，所述機(jī)頭342的大口與筒身341的一端密封連接，小口供纖維噴出，通過(guò)采用小口內(nèi)徑不同的機(jī)頭可制得直徑不同的纖維；所述筒身341和機(jī)頭342均為耐高溫的金屬材料制成，在筒身341和機(jī)頭342之間設(shè)置有絕緣套圈343，所述筒身341通過(guò)絕緣套圈343與機(jī)頭342相連通，使得筒身341與機(jī)頭342之間不導(dǎo)電。
[0052]在所述注射器32和注射料筒34之間設(shè)置有連接管33，連接管33的一端與注射器32的出口密封相連，另一端與注射料筒34的筒身341密封相連，一個(gè)紡絲部件上的注射器32、連接管33、注射料筒34的筒身341和注射料筒34的機(jī)頭342呈直線順次連通，構(gòu)成供纖維原料進(jìn)入、流通和纖維形成的通道。
[0053]所述連接管33為耐高溫，耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和強(qiáng)氧化劑，且與各種有機(jī)溶劑不發(fā)生作用的材料制成，可以是本領(lǐng)域中常用的聚四氟乙烯管、聚丙烯管、聚氯乙烯管等等，本實(shí)用新型優(yōu)選地選用聚四氟乙烯管。
[0054]在所述注射料筒34的外部套設(shè)有熔融加熱器35，用于對(duì)注射料筒34進(jìn)行加熱，所述熔融加熱器35包括料筒加熱套351和與料筒加熱套351相連通的機(jī)頭加熱套352，料筒加熱套351套設(shè)于筒身341的外部，機(jī)頭加熱套352套設(shè)于機(jī)頭342的外部。流入注射料筒34的纖維原料首先在料筒341內(nèi)被料筒加熱套351加熱至熔融狀態(tài)，然后流入機(jī)頭342，在機(jī)頭加熱套352的加熱下維持熔融狀態(tài)，最后沿機(jī)頭342的小口噴出，形成纖維。
[0055]在機(jī)頭加熱套352上設(shè)置有與機(jī)頭加熱套352相連通的絕緣管353，正極線11穿過(guò)絕緣管353將機(jī)頭342與高壓電源I的正極相連接。
[0056]所述絕緣管353為不導(dǎo)電且耐高溫的材料制成，可以是本領(lǐng)域中常用的絕緣陶瓷管、玻璃纖維絕緣管、電碳絕緣管等等，本實(shí)用新型優(yōu)選地選用絕緣陶瓷管。
[0057]在根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，如圖2所示，所述料筒加熱套351和機(jī)頭加熱套352均包括保溫層354和加熱層355，所述加熱層355設(shè)置于保溫層354的內(nèi)部，在加熱層355上設(shè)置有溫度指示點(diǎn)356。
[0058]所述保溫層354阻止熔融加熱器35內(nèi)部物質(zhì)與外部環(huán)境進(jìn)行熱傳遞而散熱，提高加熱效率，保溫層354為耐熱且不導(dǎo)熱的材料制成，可以是本領(lǐng)域中常用的泡沫塑料、礦物棉、硅酸鈣絕熱制品等等。
[0059]所述加熱層355為可獲得較高加熱溫度的電加熱裝置，可以是本領(lǐng)域中常用的電阻絲加熱器、電磁加熱器、電弧加熱器等等。
[0060]所述加熱指示點(diǎn)356設(shè)置于料筒加熱套351和機(jī)頭加熱套352的加熱層355上，用于控制加熱溫度，通過(guò)調(diào)控不同加熱指示點(diǎn)356的溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)料筒加熱套351和機(jī)頭加熱套352加熱溫度的調(diào)控。
[0061]在根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，如圖1所示，所述高壓電源I的正極通過(guò)正極線11與注射料筒34的機(jī)頭342相連接，負(fù)極通過(guò)負(fù)極線12與接收滾輪42相連接，接收滾輪42通過(guò)轉(zhuǎn)速控制箱43接地，在注射料筒34的機(jī)頭342與接收滾輪42之間形成高壓電場(chǎng)。沿機(jī)頭342噴出的熔融狀態(tài)的纖維原料在高壓電場(chǎng)中電場(chǎng)力的作用下，從機(jī)頭342的小口處形成射流飛向接收部件，熔融的射流被收集于接收滾輪42表面并冷卻成絲狀纖維。
[0062]在根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，如圖1所示，所述接收部件包括三個(gè)導(dǎo)向桿41、接收滾輪42和與接收滾輪42相連接的轉(zhuǎn)速控制箱43。
[0063]所述三個(gè)導(dǎo)向桿41分別設(shè)置于三個(gè)紡絲部件的機(jī)頭342出口外，且每個(gè)導(dǎo)向桿41均位于各自紡絲部件的筒身341和機(jī)頭342所在直線上。
[0064]在所述導(dǎo)向桿41上設(shè)置有可沿導(dǎo)向桿41方向上下移動(dòng)的導(dǎo)向閥44，從機(jī)頭342噴出的熔融狀纖