[发明专利]一种静电纺微纳米纤维的负压气流收集方法和装置

说明书

技术领域

本发明属静电纺丝领域，涉及一种静电纺微纳米纤维的负压气流收集方法和装置。

背景技术

静电纺丝已成为批量制备微纳米纤维最重要、最有效的方法，广泛应用于过滤、分离膜、药物缓释、创伤包覆、小直径人造血管、神经导管等方面。由于静电纺丝射流本身的不稳定性及喷头之间电场相互干扰，多喷头静电纺丝时，采用普通的平板或滚筒式装置收集的微纳米纤网厚度均匀性较差。

CN1849418A在带电电极和对电极之间的空间中，利用空气流对纳米纤维施加作用，促进纳米纤维从带电电极漂移开，铺置在带电电极前用于储存纳米纤维的设备上。CN102965743A所述的一种带辅助电极的纳米纤维低压电纺装置，采用风机设于收集板上方，通过抽气作用使纤维沉积在收集板上。该两项专利通过静电纺丝收集侧引入负压气流以利于静电纺丝微纳米纤维的导向收集，可以改善纤网均匀性，但难以得到根本性的提升。

CN202369688U所述的离心式气流纳米纤维束的收集装置，多喷头静电纺纤维沉积在漏斗状收集装置内部上，并用离心式气流将纤维引向漏斗下端输送管道并加捻成纱。CN200981905所述的一种新型静电纺丝纳米纤维束气流加捻收集装置，采用涡流管负压气流收集多喷头静电纺微纳米纤维并加捻成纳米纤维束。CN103103642A所述的一种取向静电纺纳米纤维涡流纺成纱装置及方法，采用尾部与涡流管的输送孔相连的喇叭形输送管道产生的负压气流吸附静电纺微纳米纤维，以连续加工取向纳米纤维纱线。该三项专利中涉及到利用负压气流收集纳米纤维束，但多喷头间电场干扰导致外侧喷头喷出的纤维斜向外扩散，易粘附到喇叭状收集器的开口上，造成纤维的浪费及纳米纤维束的断头。

由此可见，静电纺丝收集装置中，利用负压气流对每个喷头喷出的微纳米纤维定点或定区域吸附在吸风口前的网孔基布上的收集方法及相关装置尚未见报导。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种静电纺微纳米纤维的负压气流收集方法，使从喷丝针头端喷射出来的微纳米纤维，定点或定区域附着在接收基布上，控制接收基布与喷丝针头的相对运动轨迹与速度，获取均匀分布排列的微纳米纤维网。

本发明解决其技术问题的方案是：在静电纺丝中，纺丝喷射侧的喷丝针头连接着高压发生器的阳极，纺丝接收侧连接着高压发生器的阴极，在高压电场的作用下，阳极喷丝针头中挤出的纺丝液喷射形成微纳米级的纤维，本发明在纺丝接收侧设置气流负压吸风口，在吸风口前放置具有良好通气性能、带网格孔的机织物或针织物作为微纳米纤维的接收基布，利用负压吸风口产生的气流，吸附控制在高压静电场的作用下，从喷丝针头端喷射出来的微纳米纤维，使其定点或定区域附着在吸风口前的网孔基布上，吸风口前的网孔基布作匀速的回转运动或匀速的往复运动，同时作连续或间歇的横向移动，从喷丝针头喷射出的微纳米纤维，在负压气流的引导下，连续定位附着在吸风口处的网孔基布上，随网孔基布的移动，形成均匀分布的微纳米纤维网，本发明方法的特征是在静电纺丝收集侧设置有负压吸风口，利用吸风口产生的气流，吸附控制在高压静电场的作用下，从喷丝针头端喷射出来的微纳米纤维，使其定点或定区域附着在吸风口前的网孔基布上，网孔基布受机构的控制作平面单维方向或双维方向的运动、或受机构的控制作有规律的转动与横动，微纳米纤维按喷丝针头与网孔基布之间的相对运动轨迹、分布在网孔基布上，通过控制网孔基布与喷丝针头的相对运动轨迹与速度、形成均匀分布的纤维网。

静电纺微纳米纤维的负压气流收集方法，采用良好透气性的、带网孔的机织物或针织物作为微纳米纤维的附着基布，网孔基布的编织纱线均为细旦化纤长丝，网孔基布贴近于喷丝针头与吸风口之间的吸风口侧。

静电纺微纳米纤维的负压气流收集方法中，网孔基布采用平面设置，网孔基布平铺于基布框中，基布框在机构的带动下，相对于喷丝针头，作平面单维方向或双维方向的运动，运动的动程控制为喷丝针头相互间隔距离的整数倍，使多喷丝针头形成的纤维网分布均匀。

静电纺微纳米纤维的负压气流收集方法中，网孔基布采用圈状形态，网孔基布绕过负压管吸风口，通过传动罗拉带动，与喷丝针头之间产生相对运动，通过控制传动罗拉转动速度，改变网孔基布的速度，调节纳米纤维的附着形态，调整网孔基布的卷绕路径与罗拉位置，可适应不同周长的网孔基布。

静电纺微纳米纤维的负压气流收集方法，喷丝针头与网孔基布相对运动的动程或周期运动动程，是喷丝针头相互间隔距离的整数倍，且是往复循环的。