CN102828258A

CN102828258A - 一种管状静电纺丝材料的制备方法及其装置

Info

Publication number: CN102828258A
Application number: CN2012103403433A
Authority: CN
Inventors: 赵荟菁; 吕强
Original assignee: Suzhou University
Current assignee: Suzhou University
Priority date: 2012-09-14
Filing date: 2012-09-14
Publication date: 2012-12-19

Abstract

本发明公开了一种管状静电纺丝材料的制备方法及其装置。制备管状静电纺丝材料的收集装置包括作旋转运动的圆柱形金属棒和柔性网状管；柔性网状管紧套在金属棒上，网孔均匀分布于金属棒表面，柔性网状管表面收集静电纺丝材料；在脱模时，先将柔性网状管从金属棒上取下，再握持住柔性网状管的两端并将其拉伸，待柔性网状管变形后取下收集到的静电纺丝材料，即得到管状静电纺丝材料。本发明提供的技术方案能适应不同管径和长度的静电纺丝管的脱模，可确保脱模后的静电纺丝管完好无损，脱模时操作轻松、方便、快捷、安全，提高了产品的合格率，降低了制造成本。收集装置制作工艺简单，成本低廉，便于生产和使用。

Description

一种管状静电纺丝材料的制备方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种静电纺丝技术，具体涉及一种用于制备静电纺丝管状材料的收集装置及其脱模方法。

背景技术

静电纺丝是一种能够较容易的制造出微米至纳米级纤维的技术，其装置由高压电源、纺丝注射器（或者毛细管）以及收集装置三部分组成。在纺丝过程中，由于高压电源的作用，使得注射器或者毛细管的顶点与收集装置之间形成电场，同时高压电源也使高聚物纺丝液带上静电荷，带电的高聚物纺丝液在电场力的作用下克服表面张力形成喷射细流并进一步分化，因溶剂挥发，这些细流固化并最终落在收集装置上，从而形成微米级至纳米级的纤维。

根据收集装置形貌的不同，静电纺丝技术可制备含有微纳米纤维的各类产品，如静电纺丝膜，静电纺丝管等。含有微纳米纤维的某些高聚物静电纺丝管是一类可以作为人体管状器官修复的材料，在生物医药领域具有广阔的发展和应用前景。在制备静电纺丝管时，人们通常所用的收集装置是可旋转的导电金属棒，收集一段时间后，静电纺丝管就可以在金属棒上成型。然而，由于高聚物的性质，成型的静电纺丝管很难从金属棒上分离出来，分离时往往会造成静电纺丝管的损坏，导致其不能进一步应用，造成原料的浪费。针对这一问题，本发明设计了一种可以轻松将静电纺丝管从金属棒上分离出来的收集装置，该收集装置包括可旋转的圆柱形金属棒和柔性网状管。此外，本发明还具体阐述了将静电纺丝管从金属棒上分离出来的脱模方法。在本发明之前，公开号为CN 101474105A、CN 101559243A、CN 201053041Y、CN 101264349A、CN 102560699A、CN 101532183A、CN 101385872A、CN 1907505A、CN 1876901A、CN 101785714A和CN 201670897U的中国发明或实用新型专利，分别公开了用于收集静电纺丝管状材料的装置，其特点基本都是采用可旋转的滚筒、金属棒、圆柱形转轴、圆管状收集器等作为收集装置；公开号为CN 101653624A的中国发明专利也公开了一种静电纺丝管状支架的收集装置，其特点是利用表面涂覆有聚乙二醇的圆柱状转轴收集管状支架，而后再利用化学方法去除管状支架中残留的聚乙二醇；公开号为CN 1908255A及CN 200985371Y的中国专利分别公开了一种用于静电纺丝设备中的圆管状收集器，其特点是采用不锈钢棒作为内芯、外层套有聚四氟乙烯的管状物作为收集装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种静电纺丝管状材料的收集装置，用于解决目前高聚物静电纺丝管状材料较难脱模的技术问题，实现轻易、快速的将成型的静电纺丝管从金属棒上完好的分离出来的目的，以减少原材料的浪费，降低其制造成本。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是提供一种制备管状静电纺丝材料的装置，包括高压电源、纺丝注射器和收集装置，所述的收集装置包括作旋转运动的圆柱形金属棒和柔性网状管；柔性网状管紧套在金属棒上，网孔均匀分布于金属棒表面，柔性网状管表面收集静电纺丝材料；所述的柔性网状管为弹性编织物，由软性纤维材料编织而成；

所述的软性纤维材料为12～32根的桑蚕熟丝或聚对二氧杂环己酮单丝。

所述金属棒的直径为1～20毫米。

所述柔性网状管的管径为1～20毫米，长度为10～300毫米。

一种利用所述的装置制备管状静电纺丝材料的方法，将收集有静电纺丝材料的柔性网状管从金属棒上取下，握持住柔性网状管的两端将其拉伸，柔性网状管变形后取下收集到的静电纺丝材料，即为管状静电纺丝材料。

本发明提供的一种用于制备静电纺丝管状材料的收集装置，采用的柔性网状管具有良好的纵向弹性及一定的径向弹性，可轻松的套在金属棒上或者从金属棒上取下，且金属棒旋转时，柔性网状管也随之旋转。将套有柔性网状管的金属棒作为静电纺丝收集装置，静电纺丝管将直接被收集到柔性网状管上。脱模时，首先将收集有静电纺丝管的柔性网状管从金属棒上取下，然后握持住柔性网状管的两端，将其拉伸，由于柔性网状管具有良好的纵向弹性，其被拉伸时，管径将会变细，此时，与柔性网状管相比纵向弹性较差的静电纺丝管将被轻松脱下，且并不造成静电纺丝管的损坏。根据柔性网状管管径和金属棒直径以及柔性网状管长度的不同，可用于管径分布范围约为1～20毫米、长度分别范围为1～30厘米的静电纺丝管的脱模。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：

1、可确保静电纺丝管完好无损，提高了产品的合格率，降低了制造成本；

2、能适应不同管径、不同长度的静电纺丝管的脱模；

3、收集装置制作工艺简单，成本低廉，静电纺丝管脱模时操作轻松、方便、快捷、安全。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种用于制备静电纺丝管状材料的收集装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的将静电纺丝管从金属棒上分离出来的脱模方法示意图；

图中，1、金属棒；2、柔性网状管；3、静电纺丝管。

具体实施方式

如图1所示，本发明的用于制备静电纺丝管状材料的收集装置由可旋转的圆柱形金属棒1和柔性网状管2组成。金属棒1的直径为1～20毫米。柔性网状管2的管径为1～20毫米，长度为10～300毫米。柔性网状管2具有良好的纵向弹性及一定的径向弹性，可轻松的套在金属棒1上或者从金属棒1上取下，且金属棒1旋转时，柔性网状管2也随之旋转。将套有柔性网状管2的金属棒1作为静电纺丝收集装置，静电纺丝管3将直接被收集到柔性网状管2上。

如图2所示，脱模时，首先将收集有静电纺丝管3的柔性网状管2从金属棒1上取下，然后握持住柔性网状管2的两端，将其拉伸，由于柔性网状管2具有良好的纵向弹性，其被拉伸时，管径将会变细，此时，与柔性网状管2相比纵向弹性较差的静电纺丝管3将被轻松脱下，且并不造成静电纺丝管3的损坏。根据柔性网状管2管径和金属棒1直径的不同，可用于管径分布范围约为1～20毫米、长度分布范围为1～30厘米的静电纺丝管的脱模。

实施例1

对管径为1毫米，长度为1厘米的静电纺丝管状材料进行收集及脱模，具体步骤如下：

参见附图1，首先将管径为1毫米的用12根桑蚕熟丝编织而成的长度为1厘米的柔性网状管2套在直径为1毫米的可旋转的金属棒1上作为静电纺丝管状材料的收集装置。然后进行静电纺丝，一段时间后静电纺丝管3收集成型，将静电纺丝管状材料的收集装置连同静电纺丝管3一同取下。

[0015] 脱模时，参见附图2，首先将收集有静电纺丝管3的柔性网状管2从金属棒1上取下，然后握持住柔性网状管2的两端，将其拉伸，由于柔性网状管2具有良好的纵向弹性，其被拉伸时，管径将会变细，此时，与柔性网状管2相比纵向弹性较差的静电纺丝管3将被轻松脱下，且并不造成静电纺丝管3的损坏。此时，成功获得管径为1毫米、长度为1厘米的静电纺丝管。

实施例2

对管径为10毫米，长度为15厘米的静电纺丝管状材料进行收集及脱模，具体步骤如下：

首先将管径为10毫米的用24根PDS（聚对二氧杂环己酮）单丝编织而成的长度为15厘米的柔性网状管2套在直径为10毫米的可旋转的金属棒1上作为静电纺丝管状材料的收集装置。然后进行静电纺丝，一段时间后静电纺丝管3收集成型，将静电纺丝管状材料的收集装置连同静电纺丝管3一同取下。

参见附图2，脱模时，首先将收集有静电纺丝管3的柔性网状管2从金属棒1上取下，然后握持住柔性网状管2的两端，将其拉伸，由于柔性网状管2具有良好的纵向弹性，其被拉伸时，管径将会变细，此时，与柔性网状管2相比纵向弹性较差的静电纺丝管3将被轻松脱下，且并不造成静电纺丝管3的损坏。此时，成功获得管径为10毫米、长度为15厘米的静电纺丝管。

实施例3

对管径为20毫米，长度为30厘米的静电纺丝管状材料进行收集及脱模，具体如下：

参见附图1，首先将管径为20毫米的用32根桑蚕熟丝编织而成的长度为30厘米的柔性网状管2套在直径为20毫米的可旋转的金属棒1上作为静电纺丝管状材料的收集装置。然后进行静电纺丝，一段时间后静电纺丝管3收集成型，将静电纺丝管状材料的收集装置连同静电纺丝管3一同取下。

参见附图2，脱模时，首先将收集有静电纺丝管3的柔性网状管2从金属棒1上取下，然后握持住柔性网状管2的两端，将其拉伸，由于柔性网状管2具有良好的纵向弹性，其被拉伸时，管径将会变细，此时，与柔性网状管2相比纵向弹性较差的静电纺丝管3将被轻松脱下，且并不造成静电纺丝管3的损坏。此时，成功获得管径为20毫米、长度为30厘米的静电纺丝管。

Claims

1.一种制备管状静电纺丝材料的装置，包括高压电源、纺丝注射器和收集装置，其特征在于：所述的收集装置包括作旋转运动的圆柱形金属棒和柔性网状管；柔性网状管紧套在金属棒上，网孔均匀分布于金属棒表面，柔性网状管表面收集静电纺丝材料；所述的柔性网状管为弹性编织物，由软性纤维材料编织而成。

2.根据权利要求1所述的一种制备管状静电纺丝材料的装置，其特征在于：所述的软性纤维材料为12～32根的桑蚕熟丝或聚对二氧杂环己酮单丝。

3.根据权利要求1所述的一种制备管状静电纺丝材料的装置，其特征在于：所述金属棒的直径为1～20毫米。

4.根据权利要求1所述的一种制备管状静电纺丝材料的装置，其特征在于：所述柔性网状管的管径为1～20毫米，长度为10～300毫米。

5.一种利用权利要求1所述的装置制备管状静电纺丝材料的方法，其特征在于：将收集有静电纺丝材料的柔性网状管从金属棒上取下，握持住柔性网状管的两端将其拉伸，柔性网状管变形后取下收集到的静电纺丝材料，即为管状静电纺丝材料。