[发明专利]一种电纺并列纺丝头装置及其方法

说明书

技术领域

本发明属于纺丝头装置及纤维制备领域，特别涉及一种电纺并列纺丝头装置及其方法。

背景技术

近年来，由于纳米科技的热潮，应用高压静电纺丝技术制备功能纳米纤维膜的研究报道越来越多。目前该技术在应用研究方面的普遍情况是：(1)将各种天然的或者合成的高分子材料、甚至核酸或小分子如卵磷脂类可以形成“蠕虫”结构类物质电纺成纳米纤维，包括直线纤维或螺旋状纤维，证明电纺工艺的有效性同时制备新型无纺纳米纤维；(2)将一种成纤聚合物与另外一种活性组分共溶解或共混后纺丝，以通过纳米纤维的方式发挥或增强活性成分的功能，如在纳米纤维中载入一种药物、在纳米纤维中混入一种无机功能材料、或在其中混入另外一种功能聚合物等。

而对于如何应用该技术制备具有特殊结构特征纳米纤维的报道并不多见。在各种结构特殊的纳米纤维中，研究人员对于芯鞘结构纳米纤维给予了更多的报道，对于并列结构特征纳米纤维，国内外文献报道极少。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电纺并列纺丝头装置及其方法，该方法简单，操作方便，易于控制，在高压电场下单步制备出具有并列结构特征的纳米纤维膜；且该并列结构纤维直径均匀、表面光滑。

本发明的一种电纺并列轴纺丝头装置，包括清洗口(1)、一号进样口(2)和二号进样口(3)，其特征在于：所述的清洗口(1)、一号进样口(2)为相平行的两个通道，头部分别与一号出样口(4)、二号出样口(5)连通，其中清洗口(1)与二号进样口(3)垂直并连通。

所述的一号出样口(4)、二号出样口(5)的轴线角度为60°，此角度能保证两种纺丝液体共同形成Taylor锥，可以单步制备出具有并列结构特征的纳米纤维膜。

本发明的一种采用电纺并列纺丝头装置制备并列结构纤维的方法，包括：

(1)配制10％w/v的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液作为纺丝液A；配制15％w/v的聚丙烯酸树脂的DMAc∶甲醇体积比为20∶80的溶液或10％w/v的醋酸乙烯纤维素丙酮溶液作为纺丝液B；

(2)在两个注射器中分别注入纺丝液A和纺丝液B，在流量为0.5ml/h，电压为12-20kV，接受距离12cm-15cm的条件下，采用上述电纺并列纺丝头同时进行电纺，即得并列结构纤维。

所述的纺丝液B为15％w/v的聚丙烯酸树脂的DMAc∶甲醇体积比为20∶80溶液，在两个注射器中分别注入纺丝液A和纺丝液B，在流量为0.5ml/h，电压为15kV，接受距离12cm条件下采用电纺并列纺丝头同时进行电纺。

所述的纺丝液B为10％w/v的醋酸乙烯纤维素丙酮溶液，在两个注射器中分别注入纺丝液A和纺丝液B，在流量为0.5ml/h，电压为15kV，接受距离15cm条件下采用电纺并列纺丝头同时进行电纺。

高压静电纺丝技术是一种自上而下(top-down)的纳米制造技术，通过外加电场力克服喷头尖端液滴的液体表面张力和粘弹力而形成射流，在静电斥力、库仑力和表面张力共同作用下，被雾化后的液体射流被高频弯曲、拉延、分裂，在几十毫秒内被牵伸千万倍，经溶剂挥发或熔体冷却在接收端得到纳米级纤维。

有益效果

(1)本发明的制备方法简单、操作方便、易于控制，在高压电场下单步制备出具有并列结构特征的纳米纤维膜；

(2)该方法制得的并列结构纤维直径均匀、表面光滑。

附图说明

图1为本发明电纺并列纺丝头的立体图；

图2本发明电纺并列纺丝头的剖视图，1-清洗口，2-一号进样口，3-二号进样口，4-一号出样口，5-二号出样口；

图3为本发明使用的电纺并列纺丝头与注射器连接方法；

图4为双通道轴流注射泵控制电纺图；

图5为实施例3制备的并列结构的PVP/聚丙烯酸树脂纤维的场扫描电镜图；

图6为实施例4制备的并列结构的PVP/醋酸乙烯纤维的场扫描电镜图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

如图1、图2所示，一种电纺并列纺丝头装置，包括清洗口1、一号进样口2和二号进样口3，所述的清洗口1、一号进样口2为相平行的两个通道，头部分别与一号出样口4、二号出样口5连通，其中清洗口1与二号进样口3垂直并连通。