[发明专利]静电纺丝收集装置、方法以及静电纺丝设备

说明书

技术领域

本发明涉及静电纺丝领域，特别是涉及一种静电纺丝收集装置、静电纺丝收集方法以及一种静电纺丝设备。

背景技术

Formhals在1934年发表了世界上第一篇关于静电纺丝的专利，最先提出了静电纺丝的概念。最近十几年，随着纳米材料技术和跨学科领域的迅猛发展，静电纺丝技术又得到了科研人员的广泛关注。

传统的静电纺丝中，在高压电的作用下，悬挂在注射器针尖的液滴克服其自身的表面张力而形成带电射流，射流在电场中的飞行轨迹为弯曲不稳定性的三维“抖动或鞭动”。溶剂挥发或固化后以无纺布的形式收集到纤维收集器上。

传统的静电纺丝技术电纺出来的纤维是杂乱无章，随机分布的，主要用于伤口敷料、过滤阻隔、透明增强材料等，这就在很大程度上限制了其应用，尤其是在组织工程中的应用，因其不适于构建高度有序的组织。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种电纺出的纤维定向程度好的静电纺丝收集装置。

另一目的是提供一种电纺出的纤维定向程度好的静电纺丝收集方法。

再一目的是提供一种具有该静电纺丝收集装置的静电纺丝设备。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种静电纺丝收集装置，包括纤维定向收集器和可旋转平面纤维收取器，所述纤维定向收集器包括转轴、安装在所述转轴上的两个平行的碟和与所述转轴相耦合的驱动单元，所述驱动单元用于驱动所述转轴以带动所述碟旋转，所述碟上施加负电压，从正电压端释放的带电射流分裂形成的纤维因电场力的作用而定向悬挂于两平行碟之间，所述可旋转平面纤维收取器包括收取盘和耦合到所述收取盘上的旋转驱动机构及往返驱动机构，所述往返驱动机构用于承载所述收取盘伸进或是退出两平行碟之间，所述旋转驱动机构用于旋转所述收取盘以调整纤维收集到所述收取盘的盘面上的角度。

在进一步的技术方案中：

所述纤维定向收集器还包括安装在所述转轴上用于调节两平行碟之间的距离的距离调节机构。

所述距离调节机构包括从所述碟的两面夹住所述碟的夹具，所述夹具穿套于所述转轴上，所述夹具与所述转轴之间通过螺纹以可沿轴向相对移动的方式连接。

所述碟为圆形，两平行碟之间的距离的可调范围为38～90mm。

所述转轴的两端固定在一对支架上，所述转轴通过其中一个支架与负电压电连接，所述碟电连接所述转轴，所述驱动单元为安装在其中另一个支架的外侧、通过联轴器与所述转轴相连的电机。

所述往返驱动机构包括水平驱动源和连接所述水平动力源的楔形架，所述旋转驱动机构包括旋转驱动源和连接所述旋转驱动源的立轴，所述立轴可转动地竖立安装在所述楔形架的前端，所述收取盘安装在所述立轴的顶端。

所述收取盘为圆形，盘面平行于所述转轴。优选的，所述收取盘可旋转的角度为0～180度。

一种使用所述的静电纺丝收集装置的静电纺丝收集方法，包括以下步骤：

在转轴带动两平行碟旋转的同时，往返驱动机构带动处在第一盘面旋转角度的收取盘在两平行碟之间匀速地往返运动，收集悬挂在两平行碟之间的定向纤维。

优选地，匀速运动速度范围为0～10mm/s。

进一步地，所述方法还包括：

旋转驱动机构将所述收取盘旋转到第二盘面旋转角度；

在所述转轴带动两平行碟旋转的同时，所述往返驱动机构带动处在所

述第二盘面旋转角度的所述收取盘在两平行碟之间匀速地往返运动，

收集悬挂在两平行碟之间的定向纤维。

一种静电纺丝设备，包括所述的静电纺丝收集装置、连接正电压的注射器以及与所述注射器连通的注射泵，所述注射器处于所述静电纺丝收集装置的两平行碟的上方，用于朝两平行碟方向射出电纺溶液的带电射流。

本发明的有益技术效果：

本发明通过设置具有两平行碟且连接负电压的收集装置，利用平行碟形成的电场使纤维定向地悬挂在两平行碟之间，纤维定向程度高；通过可旋转平面纤维收取器的收取盘将定向纤维按照需要收取下来，而且收取盘可旋转以调整定向纤维在收取盘上的收集方向，从而实现了电纺出的纤维产品可控定向。通过控制收取盘的旋转角度，可以控制多层纤维产品层与层纤维之间的夹角。本发明特别适于在组织工程中的应用以构建高度有序的组织，例如，应用本发明可以制作定向程度好的电纺多层定向纳米纤维支架。

附图说明

图1为本发明一种实施例中的纤维定向装置结构示意图；

图2为本发明一种实施例中的纤维收取装置结构示意图；