可批量制备纳米纤维的核壳结构的纺丝装置的制作方法

本实用新型涉及一种可批量制备纳米纤维的核壳结构的纺丝装置，属于静电纺丝技术领域。

背景技术：

至今为止，静电纺丝是能够稳定制备出纳米纤维最有效的方法之一。通过静电纺丝得到的纳米纤维，具有高比表面积和高孔隙率，且生物相容性较好，故近几年来在生物医用材料领域的研究中得到了广泛的关注，特别是利用同轴静电纺丝技术制备核壳结构纳米纤维在药物缓释领域的研究引起了国内外学者的关注。但是，同轴静电纺丝设备对纺丝液的要求很高，在纺丝过程中容易出现针孔堵塞现象，影响纺丝过程的连续性和稳定性，进而影响纳米纤维膜的形貌质量，并且纤维膜产量较低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可批量制备纳米纤维的核壳结构的纺丝装置，其在实现同轴纺丝的同时，还提高了纺丝效率及纺丝产量。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种可批量制备纳米纤维的核壳结构的纺丝装置，包括：

壳层储液机构，所述壳层储液机构具有开口，于所述纺丝装置的高度方向上，所述开口具有位于下方的第一端及位于上方的第二端；

芯层储液机构，设置在所述开口处，所述芯层储液机构的一侧与所述第一端密封连接，所述芯层储液机构的另一侧与所述上方之间留有空隙；

喷丝机构，包括多个与所述芯层储液机构连通的喷丝头，所述喷丝机构靠近所述空隙设置且位于所述壳层储液机构的外侧；

高压电源，与所述喷丝机构连接；

接收机构，设置在所述喷丝机构的一侧且与所述喷丝机构之间形成静电场；

第一供液机构，用以为所述壳层储液机构供液；

第二供液机构，用以为所述芯层储液机构供液；

所述壳层储液机构内的纺丝溶液在所述第一供液机构的推动下从所述空隙流向所述喷丝机构且直至包裹所述喷丝机构，所述芯层供液机构内的纺丝溶液在所述第二供液机构的推动下到达所述喷丝机构顶端后，所述壳层储液机构的纺丝溶液与所述芯层供液机构的纺丝溶液在所述静电场的作用下被共同拉伸成丝以实现同轴纺丝。

进一步地，所述芯层储液机构为圆柱状，所述喷丝机构设置在圆柱状所述芯层储液机构的上方且位于所述开口的外侧。

进一步地，所述喷丝机构包括与所述芯层储液机构连通设置的底座，多个所述喷丝头等距设置在所述底座上。

进一步地，所述底座与所述喷丝头一体成型设置且材质皆为导电金属；所述底座上还涂覆有绝缘涂层。

进一步地，所述底座与所述芯层储液机构插接设置；所述底座与所述芯层储液机构之间还设置有用以防止纺丝溶液泄漏的密封垫。

进一步地，所述纺丝装置还包括与所述壳层储液机构连接的废液收集机构，所述废液收集机构设置在所述下方的一侧。

进一步地，所述废液收集机构与所述芯层储液机构贴靠设置。

进一步地，所述接收机构设置在所述喷丝机构的正上方。

进一步地，所述接收机构为平板网状、滚筒状及盒体状中的任一种。

本实用新型的有益效果在于：通过设置有壳层储液机构及芯层储液机构，芯层储液机构上设置有与其连通的喷丝机构，使得芯层储液机构内的溶液自喷丝机构内向外喷射以形成射流，同时壳层储液机构内的纺丝溶液的液面流向至喷丝机构并包裹喷丝头，在静电场的作用下形成射流，实现同轴纺丝，方便快捷；喷丝机构具有多个喷丝头，提高了纺丝效率及纺丝产量。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本实用新型的可批量制备纳米纤维的核壳结构的纺丝装置的结构示意图。

图2为图1中的部分结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

请参见图1及图2，本实用新型的一较佳实施例中的一种可批量制备纳米纤维的核壳结构的纺丝装置，包括壳层储液机构1、芯层储液机构2、喷丝机构3、高压电源5、第一供液机构7及第二供液机构8，其中，所述高压电源5与所述喷丝机构3连接。所述第一供液机构7为所述壳层储液机构1供液，所述第二供液机构8为所述芯层储液机构2供液。在本实施例中，所述第一供液机构7内的纺丝溶液与所述第二供液机构8内的纺丝溶液不同，且第一供液机构7和第二供液机构8皆为流量泵。诚然，在其他实施例中，第一供液机构7和第二供液机构8也可为其他，在此不做具体限定，根据实际情况而定。

接收机构6设置在所述喷丝机构3的一侧且接地，以与所述喷丝机构3之间形成静电场。所述接收机构6为平板网状、滚筒状及盒体状中的任一种，在本实施例中，所述接收机构6为滚筒状且设置在所述喷丝机构3的正上方以更好的接收成形的纳米纤维。诚然，在其他实施例中，所述接收机构6也可为其他形状，在此不做具体限定，根据实际情况而定。

所述壳层储液机构1内的纺丝溶液在所述第一供液机构7的推动下从空隙中溢出直至包裹所述喷丝机构3的喷丝头，所述芯层供液机构内的纺丝溶液在所述第二供液机构8的推动下到达所述喷丝机构3顶端后，所述壳层储液机构1的纺丝溶液与所述芯层储液机构2的纺丝溶液在所述静电场的作用下被共同拉伸成丝以实现同轴纺丝。

所述壳层储液机构1具有开口，于所述纺丝装置的高度方向上，所述开口具有位于下方的第一端及位于上方的第二端，即开口开设在所述壳层储液机构1的侧边且开口的第一端与第二端形成高度差，这样设置的目的在于：便于放置芯层储液机构2，并且可以使得壳层储液机构1内的纺丝溶液输送至喷丝机构3的同时不会两边溢出。诚然，在其他实施例中，所述开口也可设置在壳层储液机构1的其他位置，在此不做具体限定，根据实际情况而定。同时，开口的第二端的末端高于或等于喷丝机构3的最高点，以方便安装喷丝机构3。

呈上述，所述芯层储液机构2设置在所述开口处，所述芯层储液机构2的一侧与所述第一端密封连接，所述芯层储液机构2的另一侧与所述上方之间留有空隙。值得注意的是，在本实施例中，该空隙在使得壳层储液机构1内的纺丝溶液流出的同时，还需避免壳层储液机构1内的纺丝液过快挥发而凝固，因此，该空隙的设计需要根据实际情况而定，在此不对其尺寸做具体限定。

喷丝机构3设置在所述芯层储液机构2的上方且紧靠所述空隙设置，同时位于所述壳层储液机构1的外侧，以便于形成的射流被接收机构6接收，同时还防止壳层储液机构1内的纺丝溶液从空隙流向至喷丝机构3的路径太长导致其挥发过快而凝固，一举多得。喷丝机构3包括与所述芯层储液机构2连通设置的底座及多个所述喷丝头设置在所述底座上且与所述底座连通的喷丝头，在本实施例中，为了保证最终形成的纳米纤维的质量，多个喷丝头等距设置在所述底座上。诚然，在其他实施例中，多个所述喷丝头也可非等距的设置在所述底座上，在此不做具体限定，根据实际情况而定。所述底座与所述芯层储液机构2插接设置，相应的，所述芯层储液机构2上开设有槽口，所述底座上设置有与所述缺口插接卡合的凸块，以方便将喷丝机构3取下对其进行清洗。诚然，在其他实施例中，底座与芯层储液机构的连接方式也可为其他，只要达到相应的目的即可。为了增强底座与芯层储液机构2之间的密封性，底座与芯层储液机构2之间还设置有用以放置纺丝溶液泄漏的密封垫，方便快捷。

为了防止芯层储液机构2内的纺丝溶液溢出且流向至壳层储液机构1内以污染壳层储液机构1内的纺丝溶液，可批量制备纳米纤维的核壳结构的纺丝装置还包括设置在喷丝机构3一侧的挡板9，该挡板9设置在所述喷丝机构3的一侧且设置在开口的内侧，且挡板9与开口的内侧之间存在让壳层储液机构1内的纺丝溶液流过的通道，该通道与空隙连通。为了防止壳层储液机构1内的纺丝溶液在流向至喷丝头的过程中挥发过快，该挡板9靠近空隙设置，且通道的宽度尺寸同空隙，根据实际情况而定，在此不做具体限定。

呈上述，高压电源5与喷丝机构3连接，为了提高安全性，在本实施例中，底座与喷丝头一体成型设置且材质皆为导电金属，其能够使得所有喷丝头都能够通电而不影响壳层纺丝溶液纺丝。该导电金属可以为铁、铜等，在此不做具体限定，根据实际情况而定。其中，底座上涂覆有绝缘涂层，这样设置的目的在于：确保同轴纺丝的准确性，避免出现杂乱无序的射流从而影响最终成型的纳米纤维的质量。相应的，所述壳层储液机构1与芯层储液机构2的材质为绝缘材料，目的同上述。

在本实施例中，所述芯层储液机构2为圆柱状，诚然在其他实施例中，所述芯层储液机构2的形状也可为其他，在此不做具体限定，根据实际情况而定。为了再次加强底座与芯层储液机构2之间的密封性，底座为与芯层储液机构2形状贴合设置，即底座为曲面状，曲面状的底座的弧度朝向与圆柱状的芯层储液机构2的弧度朝向一致。

所述纺丝装置还包括与所述壳层储液机构1连接的废液收集机构4，所述废液收集机构4设置在所述壳层储液机构1的开口第一端的一侧，且所述废液收集机构4与所述芯层储液机构2贴靠设置。相应的，所述壳层储液机构1内的纺丝溶液漫过所述喷丝机构3后自圆柱状的芯层储液机构2流向至所述废液收集机构4，圆柱状的芯层储液机构2起到引流作用，从而避免造成污染。

本实用新型的可批量制备纳米纤维的核壳结构的纺丝装置的实施过程为：纺丝过程中，所述壳层储液机构1内的纺丝溶液受第一供液机构7的推进作用，从空隙中溢出，并在重力作用下沿着圆柱状的所述芯层储液机构2往下流，进而包裹住喷丝头，同时所述芯层供液机构内的纺丝溶液在第二供液机构8的推进作用下，从喷丝头中挤出后，在静电场的作用下，所述壳层储液机构1内的纺丝溶液裹挟着所述芯层储液机构2内的纺丝溶液向上纺丝，形成多股核壳结构的射流，最终沉积在旋转的接收机构6上，从而批量制备核壳结构的纳米纤维。

综上所述：通过设置有壳层储液机构1及芯层储液机构2，芯层储液机构2上设置有与其连通的喷丝机构3，使得芯层储液机构2内的溶液自喷丝机构3内向外喷射以形成射流，同时壳层储液机构1内的纺丝溶液的液面流向至喷丝机构3直至包裹喷丝机构3的喷丝头，并在静电场的作用下形成射流，实现同轴纺丝，方便快捷；喷丝机构3具有多个喷丝头，提高了纺丝效率及纺丝产量。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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