CN107653498A - 静电纺丝制备掺杂抗菌颗粒纤维的方法、静电纺丝机 - Google Patents

静电纺丝制备掺杂抗菌颗粒纤维的方法、静电纺丝机 Download PDF

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CN107653498A CN201711103505.0A CN201711103505A CN107653498A CN 107653498 A CN107653498 A CN 107653498A CN 201711103505 A CN201711103505 A CN 201711103505A CN 107653498 A CN107653498 A CN 107653498A
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Abstract

本发明公开一种静电纺丝制备掺杂抗菌颗粒纤维的方法，包括以下步骤：(1)将壳聚糖季铵盐与乙酸水溶液加入至混合皿中，得溶液Ⅰ；(2)将羟基磷灰石、纳米ZnO加入至步骤(1)中的溶液Ⅰ中，得到溶液Ⅱ；(3)将海藻酸钙加入至步骤(2)的溶液Ⅱ中，得到纺丝液；(4)开启阀门，纺丝液流入至注射器中；(5)当关闭阀门，启动电机以及高压电源；(6)注射器中纺丝液喷出至收集极，制纤维；混合皿的活塞柄向退移动；(7)注射器完成喷射后，注射器的活塞柄复位；混合皿的活塞柄向前移动，混合皿中的纺丝液补充至注射器中；(8)依次反复重复步骤(6)、(7)。本发明具有抗菌效果好、力学性能稳定、能批量持续生产的优点。

Description

静电纺丝制备掺杂抗菌颗粒纤维的方法、静电纺丝机
技术领域
本发明涉及功能性纺织品技术领域，尤其涉及静电纺丝制备掺杂抗菌颗粒纤维的方法、静电纺丝机。
背景技术
静电纺丝就是高分子流体静电雾化的特殊形式，是一种特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝。在电场作用下，针头处的液滴会由球形变为圆锥形(即“泰勒锥”)，并从圆锥尖端延展得到纤维细丝。这种方式可以生产出纳米级直径的聚合物细丝。
抗菌纤维对抗甲氧苯青霉素的黄色葡萄菌等，具有抗菌杀菌功能，可防感染和传染。混入型的制法是将含银、铜、锌离子的陶瓷粉等具有耐热性的无机抗菌剂，混入聚酯、聚酰胺或聚丙烯腈中进行纺丝而得。
采用静电纺丝制备抗菌纤维的研究越来越得到国内外研究者的关注，具有广阔的市场空间。由于影响静电纺丝成败的因素比较多，比如纺丝液的粘稠度、不同原料之间的相容性、分散性、纺丝液的导电性能等；故现有技术的静电纺丝复合纤维多为二元或者三元的复合纤维，纺制的纤维不论是在功能性方面还是力学方面均有待改善。另外，由于静电纺丝技术是基于注射喷丝工艺，不仅需要注射器具有较大的容积，还需要推进力较大的推进机构，因此，很难进行大批量生产。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供抗菌效果好、力学性能稳定、能批量持续生产的静电纺丝制备掺杂抗菌颗粒纤维的方法、静电纺丝机。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种静电纺丝制备掺杂抗菌颗粒纤维的方法，包括以下步骤：
(1)将壳聚糖季铵盐与2％wt的乙酸水溶液按照质量比为1～10:30加入至混合皿中，在20～60℃的条件下，搅拌30～120min，得溶液Ⅰ；
(2)将羟基磷灰石、纳米ZnO加入至步骤(1)中的溶液Ⅰ中，在20～60℃的条件下搅拌20～80min，得到溶液Ⅱ；其中羟基磷灰石与溶液Ⅰ的质量比为3～6:100、纳米ZnO与溶液Ⅰ的质量比2～5:100；
(3)将海藻酸钙加入至步骤(2)的溶液Ⅱ中，在室温条件下搅拌60～100min，得到纺丝液；其中海藻酸钙与溶液Ⅱ的质量比为3～5:100；
(4)开启阀门，纺丝液流入至注射器中；
(5)当注射器中的纺丝液注满后，关闭阀门，启动电机以及高压电源，高压电源的工作电压为14kV～20kV；
(6)电机正转，带动上丝杆、下丝杆同时正向转动；下丝杆正向转动带动下推板向前推进，推动注射器的活塞柄向前移动，注射器中纺丝液从针头出喷出至收集极上，制得纤维；上丝杆正向转动带动上推板向退移动，带动混合皿的活塞柄向退移动；
(7)当注射器完成喷射后，电机反转，带动上丝杆、下丝杆同时反向转动；下丝杆反向转动带动下推板向退移动，注射器的活塞柄复位；上丝杆反向转动带动上推板向前移动，推动混合皿的活塞柄向前移动，混合皿中的纺丝液通过出料管补充至注射器中；
(8)依次反复重复步骤(6)、(7)。
优选地，所述步骤(1)中壳聚糖季铵盐与2％wt的乙酸水溶液按照质量比为1:15加入至混合皿中。
优选地，所述(2)中羟基磷灰石与溶液Ⅰ的质量比为1:20、纳米ZnO与溶液Ⅰ的质量比为1:30。
优选地，所述(3)中海藻酸钙与溶液Ⅱ的质量比为1:25。
优选地，所述壳聚糖季铵盐为NMA-HTCC或者HTCC。
本发明还公开一种实现上述静电纺丝制备掺杂抗菌颗粒纤维的方法的静电纺丝机，包括注射器、电机、下推板、下丝杆、换向装置、上丝杆、上推板、混合皿、上活塞杆、注入管、液阀、补液管、收集极、针头、高压电源；
所述注射器的喷头与所述针头连接，所述注射器的活塞柄与所述下推板连接，所述下推板与所述下丝杆螺纹配合，所述下丝杆与所述电机连接，且所述下丝杆通过所述换向装置与所述上丝杆连接；所述上丝杆与所述上推板螺纹配合；所述上推板与所述上活塞杆的活塞柄连接，所述上活塞杆的活塞端伸入至所述混合皿中；
所述注射器与所述混合皿之间接通有所述注入管、补液管；所述液阀安装在所述注入管上，所述补液管的一端与所述混合皿的前端的上部连通，所述补液管的另一端与所述注射器的前端连通；所述收集极位于所述注射器的正前向，所述收集极用于收集经所述针头喷出的纤维；所述高压电源的正极与所述收集极连接，所述高压电源的负极与所述针头连接。
优选地，所述换向装置包括第一下锥形齿轮、第二下锥形齿轮、转轴、第一上锥形齿轮、第二上锥形齿轮；所述第一下锥形齿轮套设在所述下丝杆上，所诉第二下锥形齿轮与所述第一下锥形齿轮啮合且所述第二下锥形齿轮套设在所述转轴的下端；所述第二上锥形齿轮套设在所述转轴的上端且所述第二上锥形齿轮套与所述第一上锥形齿轮啮合，所述第一上锥形齿轮套设在所述上丝杆上。
优选地，在所述混合皿上方还设置有搅拌装置；所述搅拌装置的搅拌桨伸入至所述混合皿中。
优选地，所述电机、所述搅拌装置的搅拌电机均为步进电机或者伺服电机；所述液阀为电磁阀；所述电机、搅拌电机、高压电源、电磁阀的输入端均分别连接控制器的输入端。
优选地，所述下丝杆的一端与所述连接，所述下丝杆的另一端通过下轴承与机架连接；所述上丝杆的两端分别通过一个上轴承与机架连接。
本发明的优点在于：纳米ZnO在空气或者水中，能自动分解出带负电荷的电子，同时留下带正电荷的空穴，空穴能与多种有机物发生氧化化学反应，从而把病菌、病毒杀死，体现其独特的抗菌效果。而壳聚糖、海藻酸钙作为天然绿色抗菌材料，将其与纳米ZnO复合，在抗菌方面，具有良好的加成效果。使用本发明的原料制备的抗菌纤维其抗菌性高达85.3％。加入羟基磷灰石,可提高电纺液的导电性,降低纤维中的珠状物和粘联现象发生，提高可纺性，加入适量的纳米ZnO，能填充至纤维的表面槽体中，提高纤维表面的均一性，从而提高力学性能。使用本发明的原料制备的抗菌纤维其断裂强力高达2.33cN，其断裂强度高达1.52cN.dtex-1。
本发明通过将混合皿中的纺丝液实时补充至注射器中，实现注射器喷丝的连续性，能满足大批量生产要求。本发明的丝杆、上丝杆通过一个电机实现同时运动，节省了生产成本、方便精控。通过设置搅拌装置，实现混料、纺丝、补液的一体化。通过控制器实现对各个元件工作的控制，提高装置的自动化程度。
附图说明
图1本发明中静电纺丝机的结构示意图。
图2本发明图1的局部放大图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
实施例1
本实施例公开一种静电纺丝制备掺杂抗菌颗粒纤维的方法，包括以下步骤：
(1)将NMA-HTCC与2％wt的乙酸水溶液按照质量比为1:10加入至混合皿中，在20℃的条件下，搅拌120min，得溶液Ⅰ。
(2)将羟基磷灰石、纳米ZnO加入至步骤(1)中的溶液Ⅰ中，在20℃的条件下搅拌80min，得到溶液Ⅱ。其中羟基磷灰石与溶液Ⅰ的质量比为3:100、纳米ZnO与溶液Ⅰ的质量比2:100。
(3)将海藻酸钙加入至步骤(2)的溶液Ⅱ中，在室温条件下搅拌60min，得到纺丝液。其中海藻酸钙与溶液Ⅱ的质量比3:100。
(4)开启阀门，混合皿中的纺丝液通过重力作用或者通过泵流入至注射器中，以下实施例同理。
(5)当注射器中的纺丝液注满后，关闭阀门，启动电机以及高压电源，高压电源的工作电压为14kV。
(6)电机正转，带动上丝杆、下丝杆同时正向转动。下丝杆正向转动带动下推板向前推进，推动注射器的活塞柄向前移动，注射器中纺丝液从针头出喷出至收集极上，制得纤维。上丝杆正向转动带动上推板向退移动，带动混合皿的活塞柄向退移动。
(7)当注射器完成喷射后，电机反转，带动上丝杆、下丝杆同时反向转动。下丝杆反向转动带动下推板向退移动，注射器的活塞柄复位。上丝杆反向转动带动上推板向前移动，推动混合皿的活塞柄向前移动，混合皿中的纺丝液通过出料管补充至注射器中。
(8)依次反复重复步骤(6)、(7)。
实施例2
本实施例公开一种静电纺丝制备掺杂抗菌颗粒纤维的方法，包括以下步骤：
(1)将NMA-HTCC与2％wt的乙酸水溶液按照质量比为1：30加入至混合皿中，在60℃的条件下，搅拌30min，得溶液Ⅰ。
(2)将羟基磷灰石、纳米ZnO加入至步骤(1)中的溶液Ⅰ中，在60℃的条件下搅拌20min，得到溶液Ⅱ。其中羟基磷灰石与溶液Ⅰ的质量比为6:100、纳米ZnO与溶液Ⅰ的质量比5:100。
(3)将海藻酸钙加入至步骤(2)的溶液Ⅱ中，在室温条件下搅拌100min，得到纺丝液。其中海藻酸钙与溶液Ⅱ的质量比5:100。
(4)开启阀门，纺丝液流入至注射器中。
(5)当注射器中的纺丝液注满后，关闭阀门，启动电机以及高压电源，高压电源的工作电压为20kV。
(6)电机正转，带动上丝杆、下丝杆同时正向转动。下丝杆正向转动带动下推板向前推进，推动注射器的活塞柄向前移动，注射器中纺丝液从针头出喷出至收集极上，制得纤维。上丝杆正向转动带动上推板向退移动，带动混合皿的活塞柄向退移动。
(7)当注射器完成喷射后，电机反转，带动上丝杆、下丝杆同时反向转动。下丝杆反向转动带动下推板向退移动，注射器的活塞柄复位。上丝杆反向转动带动上推板向前移动，推动混合皿的活塞柄向前移动，混合皿中的纺丝液通过出料管补充至注射器中。
(8)依次反复重复步骤(6)、(7)。
实施例3
本实施例公开一种静电纺丝制备掺杂抗菌颗粒纤维的方法，包括以下步骤：
(1)将HTCC与2％wt的乙酸水溶液按照质量比为1:15加入至混合皿中，在40℃的条件下，搅拌100min，得溶液Ⅰ。
(2)将羟基磷灰石、纳米ZnO加入至步骤(1)中的溶液Ⅰ中，在50℃的条件下搅拌60min，得到溶液Ⅱ。其中羟基磷灰石与溶液Ⅰ的质量比为1:20、纳米ZnO与溶液Ⅰ的质量比1:30。
(3)将海藻酸钙加入至步骤(2)的溶液Ⅱ中，在室温条件下搅拌80min，得到纺丝液。其中海藻酸钙与溶液Ⅱ的质量比1:25。
(4)开启阀门，纺丝液流入至注射器中。
(5)当注射器中的纺丝液注满后，关闭阀门，启动电机以及高压电源，高压电源的工作电压为18kV。
(6)电机正转，带动上丝杆、下丝杆同时正向转动。下丝杆正向转动带动下推板向前推进，推动注射器的活塞柄向前移动，注射器中纺丝液从针头出喷出至收集极上，制得纤维。上丝杆正向转动带动上推板向退移动，带动混合皿的活塞柄向退移动。
(7)当注射器完成喷射后，电机反转，带动上丝杆、下丝杆同时反向转动。下丝杆反向转动带动下推板向退移动，注射器的活塞柄复位。上丝杆反向转动带动上推板向前移动，推动混合皿的活塞柄向前移动，混合皿中的纺丝液通过出料管补充至注射器中。
(8)依次反复重复步骤(6)、(7)。
实施例4
本实施例公开一种静电纺丝制备掺杂抗菌颗粒纤维的方法，包括以下步骤：
(1)将HTCC与2％wt的乙酸水溶液按照质量比为1:15加入至混合皿中，在40℃的条件下，搅拌100min，得溶液Ⅰ。
(2)将羟基磷灰石加入至步骤(1)中的溶液Ⅰ中，在50℃的条件下搅拌60min，得到溶液Ⅱ。其中羟基磷灰石与溶液Ⅰ的质量比为1:20。
(3)将海藻酸钙加入至步骤(2)的溶液Ⅱ中，在室温条件下搅拌80min，得到纺丝液。其中海藻酸钙与溶液Ⅱ的质量比1:25。
(4)开启阀门，纺丝液流入至注射器中。
(5)当注射器中的纺丝液注满后，关闭阀门，启动电机以及高压电源，高压电源的工作电压为18kV。
(6)电机正转，带动上丝杆、下丝杆同时正向转动。下丝杆正向转动带动下推板向前推进，推动注射器的活塞柄向前移动，注射器中纺丝液从针头出喷出至收集极上，制得纤维。上丝杆正向转动带动上推板向退移动，带动混合皿的活塞柄向退移动。
(7)当注射器完成喷射后，电机反转，带动上丝杆、下丝杆同时反向转动。下丝杆反向转动带动下推板向退移动，注射器的活塞柄复位。上丝杆反向转动带动上推板向前移动，推动混合皿的活塞柄向前移动，混合皿中的纺丝液通过出料管补充至注射器中。
(8)依次反复重复步骤(6)、(7)。
实施例5
本实施例公开一种静电纺丝制备掺杂抗菌颗粒纤维的方法，包括以下步骤：
(1)将HTCC与2％wt的乙酸水溶液按照质量比为1:15加入至混合皿中，在40℃的条件下，搅拌100min，得溶液Ⅰ。
(2)将纳米ZnO加入至步骤(1)中的溶液Ⅰ中，在50℃的条件下搅拌60min，得到溶液Ⅱ。其中纳米ZnO与溶液Ⅰ的质量比1:30。
(3)将海藻酸钙加入至步骤(2)的溶液Ⅱ中，在室温条件下搅拌80min，得到纺丝液。其中海藻酸钙与溶液Ⅱ的质量比1:25。
(4)开启阀门，纺丝液流入至注射器中。
(5)当注射器中的纺丝液注满后，关闭阀门，启动电机以及高压电源，高压电源的工作电压为18kV。
(6)电机正转，带动上丝杆、下丝杆同时正向转动。下丝杆正向转动带动下推板向前推进，推动注射器的活塞柄向前移动，注射器中纺丝液从针头出喷出至收集极上，制得纤维。上丝杆正向转动带动上推板向退移动，带动混合皿的活塞柄向退移动。
(7)当注射器完成喷射后，电机反转，带动上丝杆、下丝杆同时反向转动。下丝杆反向转动带动下推板向退移动，注射器的活塞柄复位。上丝杆反向转动带动上推板向前移动，推动混合皿的活塞柄向前移动，混合皿中的纺丝液通过出料管补充至注射器中。
(8)依次反复重复步骤(6)、(7)。
实施例6
本实施例公开一种静电纺丝制备掺杂抗菌颗粒纤维的方法，包括以下步骤：
(1)将HTCC与2％wt的乙酸水溶液按照质量比为1:15加入至混合皿中，在40℃的条件下，搅拌100min，得溶液Ⅰ。
(2)将海藻酸钙加入至步骤(1)的溶液Ⅰ中，在室温条件下搅拌80min，得到纺丝液。其中海藻酸钙与溶液Ⅰ的质量比1:25。
(3)开启阀门，纺丝液流入至注射器中。
(4)当注射器中的纺丝液注满后，关闭阀门，启动电机以及高压电源，高压电源的工作电压为18kV。
(5)电机正转，带动上丝杆、下丝杆同时正向转动。下丝杆正向转动带动下推板向前推进，推动注射器的活塞柄向前移动，注射器中纺丝液从针头出喷出至收集极上，制得纤维。上丝杆正向转动带动上推板向退移动，带动混合皿的活塞柄向退移动。
(6)当注射器完成喷射后，电机反转，带动上丝杆、下丝杆同时反向转动。下丝杆反向转动带动下推板向退移动，注射器的活塞柄复位。上丝杆反向转动带动上推板向前移动，推动混合皿的活塞柄向前移动，混合皿中的纺丝液通过出料管补充至注射器中。
(7)依次反复重复步骤(5)、(6)。
实施例7
本实施例公开一种静电纺丝制备掺杂抗菌颗粒纤维的方法，包括以下步骤：
(1)将HTCC与2％wt的乙酸水溶液按照质量比为1:15加入至混合皿中，在40℃的条件下，搅拌100min，得溶液Ⅰ。
(2)将羟基磷灰石、纳米ZnO加入至步骤(1)中的溶液Ⅰ中，在50℃的条件下搅拌60min，得到纺丝液。其中羟基磷灰石与溶液Ⅰ的质量比为1:20、纳米ZnO与溶液Ⅰ的质量比1:30。
(3)开启阀门，纺丝液流入至注射器中。
(4)当注射器中的纺丝液注满后，关闭阀门，启动电机以及高压电源，高压电源的工作电压为18kV。
(5)电机正转，带动上丝杆、下丝杆同时正向转动。下丝杆正向转动带动下推板向前推进，推动注射器的活塞柄向前移动，注射器中纺丝液从针头出喷出至收集极上，制得纤维。上丝杆正向转动带动上推板向退移动，带动混合皿的活塞柄向退移动。
(6)当注射器完成喷射后，电机反转，带动上丝杆、下丝杆同时反向转动。下丝杆反向转动带动下推板向退移动，注射器的活塞柄复位。上丝杆反向转动带动上推板向前移动，推动混合皿的活塞柄向前移动，混合皿中的纺丝液通过出料管补充至注射器中。
(7)依次反复重复步骤(5)、(6)。
实施例8
抗菌测试
菌种为革式兰阳性菌(金黄色葡萄球菌,Staphylococcus aureus)。
定量分析:采用样品表面粘附的方法测试样品抗菌率。两种菌株都接种于LB培养基中,于37℃下培养12h,此过程重复3次,以得到较纯的菌落。取单菌落接种于液体培养基在37,200r/min℃的摇床中培养12h。
用磷酸盐缓冲液(PBS)将两种细菌配制成3.0×107cell/mL的菌悬液,分别稀释103倍。将被测样品放置在培养皿中载玻片上,培养皿底部加入无菌水,以防止菌液蒸发。取50μL滴于样品表面,37℃培养12h,将菌液移至500μL PBS溶液中,摇匀,取50μL涂布平板,培养12h,即可数出菌落数。样品的抗菌作用可以通过如下计算样品的抗菌率来表示(分别以Gel/CS/HA为对照组,进行3次平行实验：
抗菌率＝(对照组菌落数-实验组菌落数)/对照组菌落数×100％
结果见表1所示，
表1
从表1可以看出，使用本发明的原料制备的抗菌纤维其抗菌性高达85.3％。而缺失纳米ZnO的实施例4、实施例6的抗菌性只有72％左右，实施例7其抗菌性也只有75％左右。
纳米ZnO在空气或者水中，能自动分解出带负电荷的电子，同时留下带正电荷的空穴，空穴能与多种有机物发生氧化化学反应，从而把病菌、病毒杀死，体现其独特的抗菌效果。而壳聚糖、海藻酸钙作为天然绿色抗菌材料，将其与纳米ZnO复合，在抗菌方面，具有良好的加成效果。本发明的纳米ZnO其粒径在10nm～100nm。
实施例9
力学性能测试，见表2所示：
表2
从表2可以看出，使用本发明的原料制备的抗菌纤维其断裂强力高达2.33cN，其断裂强度高达1.52cN.dtex-1。而缺失纳米ZnO和/或海藻酸钙的实施例，其强力均有下降。
加入羟基磷灰石,可提高电纺液的导电性,降低纤维中的珠状物和粘联现象发生，提高可纺性，加入适量的纳米ZnO，能填充至纤维的表面槽体中，提高纤维表面的均一性，从而提高力学性能。
实施例10
如图1-2所示，本实施例公开一种实现上述各个实施例的静电纺丝制备掺杂抗菌颗粒纤维的方法的静电纺丝机，包括注射器1、电机2、下推板3、下丝杆4、换向装置、上丝杆6、上推板7、混合皿8、上活塞杆9、注入管10、液阀11、补液管12、收集极13、针头14、高压电源15。
注射器1的喷头与针头14连接，注射器1的活塞柄与下推板3连接，下推板3与下丝杆4螺纹配合，下丝杆4与电机2连接，且下丝杆4通过换向装置与上丝杆6连接。上丝杆6与上推板7螺纹配合。上推板7与上活塞杆9的活塞柄连接，上活塞杆9的活塞端伸入至混合皿8中。
注射器1与混合皿8之间并联接通有注入管10、补液管12。液阀11安装在注入管10上，补液管12的一端与混合皿8的前端的上部连通，补液管12的另一端与注射器1的前端连通。收集极13位于注射器1的正前向，收集极13用于收集经针头14喷出的纤维。高压电源15的正极与收集极13连接，高压电源15的负极与针头14连接。
本发明通过将混合皿中的纺丝液实时补充至注射器中，实现注射器喷丝的连续性，能满足大批量生产要求。本发明的丝杆4、上丝杆6通过一个电机2实现同时运动，节省了生产成本、方便精控。为了防止纺丝时，注射器1中的纺丝液通过补液管12回流至混合皿8中，在补液管12上设置一个单向阀。
在有些实施例中：换向装置包括第一下锥形齿轮51、第二下锥形齿轮52、转轴53、第一上锥形齿轮54、第二上锥形齿轮55。第一下锥形齿轮51套设在下丝杆4上，所述第二下锥形齿轮52与第一下锥形齿轮51啮合且第二下锥形齿轮52套设在转轴53的下端。第二上锥形齿轮55套设在转轴53的上端且第二上锥形齿轮55与第一上锥形齿轮54啮合，第一上锥形齿轮54啮合套设在上丝杆6上。下丝杆4的一端与电机2连接，下丝杆4的另一端通过下轴承与机架连接。上丝杆6的两端分别通过一个上轴承与机架连接。
通过电机2的转动带动下丝杆4转动，下丝杆4转动带动第一下锥形齿轮51转动，第一下锥形齿轮51转动带动第二下锥形齿轮52转动，第二下锥形齿轮52转动带动转轴53转动，转轴53带动第二上锥形齿轮55转动，所述第二上锥形齿轮55转动带动第一上锥形齿轮54转动，第一上锥形齿轮54转动带动上丝杆6转动。
在有些实施例中：在混合皿8上方还设置有搅拌装置。搅拌装置的搅拌桨伸入至混合皿8中。通过设置搅拌装置，实现混料、纺丝、补液的一体化。本发明的混合皿的底部还可以设置电加热器或者水浴锅。
在有些实施例中：电机2、搅拌装置的搅拌电机均为步进电机或者伺服电机。液阀11为电磁阀。电机2、搅拌电机、高压电源15、电磁阀的输入端均分别连接控制器16的输入端。通过控制器实现对各个元件工作的控制，提高装置的自动化程度。
需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种静电纺丝制备掺杂抗菌颗粒纤维的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将壳聚糖季铵盐与2％wt的乙酸水溶液按照质量比为1～10:30加入至混合皿中，在20～60℃的条件下，搅拌30～120min，得溶液Ⅰ；
(2)将羟基磷灰石、纳米ZnO加入至步骤(1)中的溶液Ⅰ中，在20～60℃的条件下搅拌20～80min，得到溶液Ⅱ；其中羟基磷灰石与溶液Ⅰ的质量比为3～6:100、纳米ZnO与溶液Ⅰ的质量比2～5:100；
(3)将海藻酸钙加入至步骤(2)的溶液Ⅱ中，在室温条件下搅拌60～100min，得到纺丝液；其中海藻酸钙与溶液Ⅱ的质量比3～5:100；
(4)开启阀门，纺丝液流入至注射器中；
(5)当注射器中的纺丝液注满后，关闭阀门，启动电机以及高压电源，高压电源的工作电压为14kV～20kV；
(6)电机正转，带动上丝杆、下丝杆同时正向转动；下丝杆正向转动带动下推板向前推进，推动注射器的活塞柄向前移动，注射器中纺丝液从针头出喷出至收集极上，制得纤维；上丝杆正向转动带动上推板向退移动，带动混合皿的活塞柄向退移动；
(7)当注射器完成喷射后，电机反转，带动上丝杆、下丝杆同时反向转动；下丝杆反向转动带动下推板向退移动，注射器的活塞柄复位；上丝杆反向转动带动上推板向前移动，推动混合皿的活塞柄向前移动，混合皿中的纺丝液通过出料管补充至注射器中；
(8)依次反复重复步骤(6)、(7)。
2.根据权利要求1所述的静电纺丝制备掺杂抗菌颗粒纤维的方法，其特征在于，所述步骤(1)中壳聚糖季铵盐与2％wt的乙酸水溶液按照质量比为1:15加入至混合皿中。
3.根据权利要求1所述的静电纺丝制备掺杂抗菌颗粒纤维的方法，其特征在于，所述(2)中羟基磷灰石与溶液Ⅰ的质量比为1:20、纳米ZnO与溶液Ⅰ的质量比为1:30。
4.根据权利要求1所述的静电纺丝制备掺杂抗菌颗粒纤维的方法，其特征在于，所述(3)中海藻酸钙与溶液Ⅱ的质量比为1:25。
5.根据权利要求1所述的静电纺丝制备掺杂抗菌颗粒纤维的方法，其特征在于，所述壳聚糖季铵盐为NMA-HTCC或者HTCC。
6.一种实现如权利要求1-5任一项所述的静电纺丝制备掺杂抗菌颗粒纤维的方法的静电纺丝机，其特征在于：包括注射器、电机、下推板、下丝杆、换向装置、上丝杆、上推板、混合皿、上活塞杆、注入管、液阀、补液管、收集极、针头、高压电源；
所述注射器的喷头与所述针头连接，所述注射器的活塞柄与所述下推板连接，所述下推板与所述下丝杆螺纹配合，所述下丝杆与所述电机连接，且所述下丝杆通过所述换向装置与所述上丝杆连接；所述上丝杆与所述上推板螺纹配合；所述上推板与所述上活塞杆的活塞柄连接，所述上活塞杆的活塞端伸入至所述混合皿中；
所述注射器与所述混合皿之间接通有所述注入管、补液管；所述液阀安装在所述注入管上，所述补液管的一端与所述混合皿的前端的上部连通，所述补液管的另一端与所述注射器的前端连通；所述收集极位于所述注射器的正前向，所述收集极用于收集经所述针头喷出的纤维；所述高压电源的正极与所述收集极连接，所述高压电源的负极与所述针头连接。
7.根据权利要求6所述的静电纺丝机，其特征在于：所述换向装置包括第一下锥形齿轮、第二下锥形齿轮、转轴、第一上锥形齿轮、第二上锥形齿轮；所述第一下锥形齿轮套设在所述下丝杆上，所诉第二下锥形齿轮与所述第一下锥形齿轮啮合且所述第二下锥形齿轮套设在所述转轴的下端；所述第二上锥形齿轮套设在所述转轴的上端且所述第二上锥形齿轮套与所述第一上锥形齿轮啮合，所述第一上锥形齿轮套设在所述上丝杆上。
8.根据权利要求6所述的静电纺丝机，其特征在于：在所述混合皿上方还设置有搅拌装置；所述搅拌装置的搅拌桨伸入至所述混合皿中。
9.根据权利要求8所述的静电纺丝机，其特征在于：所述电机、所述搅拌装置的搅拌电机均为步进电机或者伺服电机；所述液阀为电磁阀；所述电机、搅拌电机、高压电源、电磁阀的输入端均分别连接控制器的输入端。
10.根据权利要求9所述的静电纺丝机，其特征在于：所述下丝杆的一端与所述电机连接，所述下丝杆的另一端通过下轴承与机架连接；所述上丝杆的两端分别通过一个上轴承与机架连接。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110331450A (zh) * 2019-06-14 2019-10-15 中鸿纳米纤维技术丹阳有限公司 一种纳米纤维组装式喷射机构
CN115305583A (zh) * 2022-07-28 2022-11-08 金凤 一种熔融静电纺丝设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202090111U (zh) * 2011-05-19 2011-12-28 厦门大学 一种连续供液的近场静电纺丝装置
CN103690991A (zh) * 2013-12-17 2014-04-02 李克尊 一种软骨修复支架材料的制备方法
CN103877605A (zh) * 2012-12-20 2014-06-25 青岛同冠王实业有限公司 用于伤口包缚的无纺布料的生产方法
WO2015012418A1 (ko) * 2013-07-24 2015-01-29 전북대학교산학협력단 다각형 튜브를 포함하는 전기방사장치
CN105908368A (zh) * 2016-06-23 2016-08-31 北京石油化工学院 一种抗菌无纺布及其制备方法与应用
CN105908266A (zh) * 2016-05-31 2016-08-31 广东工业大学 一种可控气泡形态的气泡静电纺丝装置及方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202090111U (zh) * 2011-05-19 2011-12-28 厦门大学 一种连续供液的近场静电纺丝装置
CN103877605A (zh) * 2012-12-20 2014-06-25 青岛同冠王实业有限公司 用于伤口包缚的无纺布料的生产方法
WO2015012418A1 (ko) * 2013-07-24 2015-01-29 전북대학교산학협력단 다각형 튜브를 포함하는 전기방사장치
CN103690991A (zh) * 2013-12-17 2014-04-02 李克尊 一种软骨修复支架材料的制备方法
CN105908266A (zh) * 2016-05-31 2016-08-31 广东工业大学 一种可控气泡形态的气泡静电纺丝装置及方法
CN105908368A (zh) * 2016-06-23 2016-08-31 北京石油化工学院 一种抗菌无纺布及其制备方法与应用

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110331450A (zh) * 2019-06-14 2019-10-15 中鸿纳米纤维技术丹阳有限公司 一种纳米纤维组装式喷射机构
CN110331450B (zh) * 2019-06-14 2021-06-18 中鸿纳米纤维技术丹阳有限公司 一种纳米纤维组装式喷射机构
CN115305583A (zh) * 2022-07-28 2022-11-08 金凤 一种熔融静电纺丝设备

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