[发明专利]一种微流体纺丝机电磁加热固化装置及方法

说明书

本发明涉及一种微流体纺丝机电磁加热固化装置及方法，由移动平台电机(1)、移动平台(2)、微流泵(4)、注射器(5)、接收器(6)，接受器电机(7)，电磁加热控制器(8)组成；先将纺丝液注射到注射器(5)中夹持在微流泵(4)上，调节电磁加热控制器(8)面板来调节微流泵的流速，将纺丝液推动到注射器(5)的针头处，再通过接收器电机(7)的转动所带来的牵引作用将纤维绕到接收器(6)上，启动电磁加热控制器(8)，使纤维被缠绕在接受器的过程中快速固化来确保纤维连续不断，移动平台(2)左右往复运动，将聚合物纤维有序的收集在接收器(6)上，制备出有序的纳米纤维阵列。本发明不仅可以制备有序纤维阵列，而且也减小了纺丝过程中溶剂所带来的危害。

技术领域：

本发明涉及一种微流体纺丝机电磁加热固化装置及方法。

背景技术：

近来微流体纺丝由于其简单，安全，样式多且成本低来制备有序纤维受到广泛关注。但是在微流体纺丝的过程中，将聚合物纺丝液注射到注射器中，由微流泵的推动力来推动纺丝液前进形成纺丝液滴，纺丝液滴与接受器接触，再借助接收器电机转动所带来的牵引力将液滴牵扯成丝的过程中，由于纤维在较短的时间内还没来的及在接收器上固化成丝，会由于高表面张力所引起的瑞利不稳定性产生的液体流导致纤维不连续。因此，为制备出连续的微纤维，我们需加快纤维固化过程，虽然已经有大量的文献报道来解决纤维固化问题。但是，目前微流体纺丝机制备纤维的固化方式主要是红外加热固化，即采用红外加热管对整个纺丝腔加热，最终使整个纺丝腔达到固化所需温度。然而，此固化方式存在以下缺点：

1、加热效率低。其加热的区域是整个纺丝腔，且传热方式是通过空气对流传热，传导效率低，纺丝接收器需要很长的时间才能达到所需固化温度。

2、加热温度有限制。在纺丝腔内有精密的电子器件，因此腔内的整体温度不能超过100摄氏度，而很多纺丝材料的固化温度超过100摄氏度，这使得很多材料不能在纺丝的过程中实现固化，极大地影响了纺丝效率。

3、固化效果差。因为是外置加热，会导致某些不易挥发的溶剂残留在纤维内部，影响成丝性。

因此，加速纤维固化制备有序纤维已成为一个亟待解决且备受关注的问题，为此，我们发明了一种制备有序纤维且使其快速固化的方法，这种纺丝方法即可以达到快速固化纤维的目的，又可以克服上诉加热效率低、加热温度受限以及固化效果差的问题。

发明内容：

本发明的目的是为了改进现有技术的不足而提供一种微流体纺丝机电磁加热固化装置，本发明的另一目的是提供一种制备有序纤维且使其快速固化的方法，将纺丝接收器端更换为特制的电磁加热辊，在纺丝时只对辊体进行加热，可迅速使辊体达到成丝固化所需温度，快速的蒸发掉纺丝溶剂，而不影响其他元件，主要解决了微纤维在被接受器拉扯成纤维过程中可以在短时间内快速固化。这种纺丝方法主要是解决了传统加热固化方法中存在的加热效率低、加热温度受限以及固化效果差等缺点。

本发明的技术方案为：一种微流体纺丝机电磁加热固化装置，由移动平台电机、移动平台、微流泵、注射器、接收器，接受器电机，电磁加热控制器组成；其中，接收器电机与接收器通过夹持装置连接，带动接收器旋转，在接收器正上方设有注射器，注射器在微流泵内并由夹持装置连接，接收器电机通过螺杆与电磁加热控制器相连接，接受器电机和接收器均固定在移动平台上，移动平台电机与移动平台通过丝杆连接，移动平台电机旋转通过丝杆带动移动平台左右往复运动。

优选注射器的针头与接收器的距离约0.1mm-0.2mm。纺丝装置内设有排风装置(3)，可迅速将所挥发的溶剂排出。

本发明还提供了一种利用上述的微流体纺丝机电磁加热固化装置使纤维固化的方法，其具体步骤如下：