空心靜電紡絲噴頭制造技術

本實用新型專利技術的一種空心靜電紡絲噴頭，由內針管和外針管和空心管組成。內針管加工有垂直內針管軸向，橫向貫通內針管內徑的針口，其表面都進行了表面處理。空心管同軸安裝在內針管內部，空心管和內針管同軸安裝在外針管內部。本實用新型專利技術有益效果是能夠實現兩種以上不同組分的溶液的混合靜電紡絲，為加工核?殼結構、多孔結構的功能化纖維材料提供很大的便利，能夠廣泛應用于藥物緩釋、組織工程以及藥物載體等領域，能夠依照單針管噴頭進行操作，操作工藝簡單。

Hollow electrostatic spinning nozzle

The utility model relates to a hollow electrostatic spinning nozzle, which is composed of an inner needle tube, an outer needle tube and a hollow tube. The inner needle tube is provided with a needle hole which is axially and transversely connected with the inner diameter of the inner needle tube, and the surface of the inner needle pipe is treated with a surface. The hollow tube is coaxially arranged inside the inner needle tube, and the hollow tube and the inner needle pipe are coaxially arranged inside the outer needle tube. The utility model has the advantages of hybrid electrospinning solution can achieve more than two kinds of different components, providing great convenience for functional fiber material processing nuclear shell structure, porous structure, can be widely used in drug delivery, tissue engineering and drug carriers and other fields, can be operated in accordance with the single needle nozzle, operation simple process.

【技術實現步驟摘要】
空心靜電紡絲噴頭
本技術涉及一種靜電紡絲噴頭，從使用上講，是一種基于靜電紡絲法得到空心或多孔復合纖維用的空心靜電紡絲噴頭。
技術介紹
同軸靜電紡絲法是在靜電紡絲的基礎上改進裝置發展而來的一種工藝，可用來制備特殊功能結構的纖維材料，它的出現彌補了普通靜電紡絲法在制備非常規結構纖維時所存在的缺陷。普通靜電紡絲裝置為單通道針頭，而同軸靜電紡絲裝置為含有內外兩個同軸的復合針頭，復合針頭的兩個管道分別與注射器相連，注射器由注射泵控制，從而獲得恒定注射量，內外針管溶液分別裝入不同的注射器內，在注射泵的推動下內外針管溶液通過不同管道流經同軸針頭，在針頭處匯合形成核-芯結構的泰勒錐。在高壓電場力和表面張力的共同作用下，芯層溶液與核層溶液發生相互作用，產生“粘拽”和“接觸摩擦”，從而使核層溶液獲得一定拉伸，最終形成具有層狀結構的復合納米纖維。但是，由于同軸靜電紡絲的噴頭，以及操作工藝及其嚴格，不容易控制生成雙層或復合的纖維，特別是內針頭管道伸出外針頭管道的距離是影響同軸噴射流形成的關鍵性因素：距離太小時，內針管道溶液容易被外層管道的溶液堵住，內針頭溶液沒辦法順利流出，此時在電場力作用下內層溶液得不到拉伸，僅有外層溶液形成射流。距離太大時，溶液沿內針管壁的外表面流出，無法將內針頭伸出部分完全包覆，進而導致許多溶液從針頭四周射出，無法得到穩定的同軸噴射流。因此，解決上述問題，需要設計一種精準、易操作的同軸靜電紡絲噴頭，能夠制備核-芯結構、中空結構及多級結構的纖維材料提供技術的支撐，進而拓寬納米纖維的應用領域。
技術實現思路
為解決上述問題，本技術的技術方案為：一種空心靜電紡絲噴頭，由內針管和外針管和空心管組成。其特征在于：內徑?a的內針管的內部同軸安裝有外徑是?b的空心管，在內針管的呈H4高尖錐形的內針管頭，空心管的空心管開口邊與內針管頭壁密閉焊接；在距離內針管頭底邊H3尺寸的地方，加工有一個反相均液環，在距離反相均液環H2尺寸的地方，加工有一個中間均液環，在距離中間均液環H1尺寸的地方，加工有一個上均液環。均液環的設計在于將上述出口的溶液很好地均勻涂覆在內針管圓周壁上，避免出現線流而導致各種溶液混合不均勻。在距離上均液環上方h尺寸的地方，加工有垂直內針管軸向，橫向貫通內針管內徑的2個對稱的針口一；在距離上均液環下方h尺寸的地方，加工有垂直內針管軸向，橫向貫通內針管內徑的，方向與針口一十字排布的2個的針口二。所開針口不損壞和影響內部的空心管的完整，即，加工好針口后的內針管才安裝空心管。相互十字對稱排布的貫通口設計，避免溶液在一個方向上堆積，易于溶液鋪展。內針管的橫向貫通口的設計，改變了原同軸噴頭內外針管開口都一致，容易導致各個組分來不及相互混勻或內外包覆不好的問題。設計在于避免了原同軸靜電紡絲噴頭的內外噴頭針管，在紡絲過程中，由于內外針頭管間距、長度等參數設置不好，而造成的其內針管與外針管不同組分溶液的混合不均的難題。從針口一上部平齊線開始的內針管表面，一直到內針管頭底邊的表面，均加工有與內針管溶液相浸潤的內針管處理表面；上均液環和中間均液環的表面，都加工有與內針管里流動的溶液相浸潤的處理表面，并具有向下引流作用的微納米結構。設計有利于內針管的液體環形均勻后向下引流。反相均液環的表面，加工有與外針管里流動的溶液相浸潤的、與內針管里流動的溶液不相浸潤的反相處理表面，并只具有溶液涂覆的微納米表面結構，沒有向下引流的結構。內針管頭的表面加工有內針管頭處理表面，內針管頭處理表面與外針管里流動的溶液相浸潤的、與內針管里流動的溶液不相浸潤的反相處理表面，并且具有溶液涂覆橫向環狀引流作用的微納米表面結構。這一設計阻滯減緩和均勻流體的流動力，使纖維拉伸時全靠電場力。這是本技術其中一個創新點，目的在于將內針管流出的溶液快速地鋪滿內針管表面，為外針管的另外一種溶液下一步均勻包覆內針管流出的溶液，或均勻混合內針管出口流出的溶液做準備。同時，在反相均液環處，因外針管溶液容易涂覆，所以能夠更好地被外針管的溶液包覆或混合。所述外針管同軸套在內針管之外。上述技術方案中，所述針口一的開口直徑?上與針口二的開口直徑?下，之間尺寸關系是?上=1.5?下。設計目的是為了保證內針管的針口一與針口二的溶液，在計算的合理管徑和流速下，上下兩層出口的溶液，能夠迅速匯合，均勻鋪展在內針管表面。所述針口一的下邊到上均液環的距離h=3?上，針口二的上下邊到上均液環和中間均液環的距離h=3?上；所述反相均液環、中間均液環和上均液環的厚度h1一致，h1=?上。設計目的同樣是為了保證內針管的針口一與針口二的溶液，能夠均勻鋪展在內針管表面，同時與被輔助管流出的溶液均勻包覆；或者，與輔助管流出的溶液均勻混合做準備。上述技術方案中，所述中間均液環與反相均液環之間的距離H2≥2（?上+?下），反相均液環到內針管頭底邊的距離H3=2（H1+H2），內針管頭的高H4=3?上。距離限定了實驗最優參數的選擇，目的是保證外針管流出的溶液和內針管流出的另外一種溶液，有足夠的流程混合或包覆。在高壓靜電拉伸時，保證已經是一體的。上述技術方案中，所述外針管的內徑半徑與內針管的外壁半徑之差L0≥5?上；反相均液環半徑與內針管的外壁半徑之差L3=0.5?上~4?上；中間均液環外沿半徑與內針管的外壁半徑之差L2=0.5?下~2?下；上均液環外沿半徑與內針管的外壁半徑之差L1=0.5?上~2?上；所述內針管伸出外針管的平口端的距離h0=2L0~5L0。此設計，使得外針管和內針管的溶液能夠均勻混合，在相同參數設置下其流速與內針管的溶液的流速基本相同，簡化了操作的參數設定，統一設置參數即可。內針管的內徑?a與空心管外徑?b的數量關系是?a≥3?b，保證內針管的液體運輸能力。上述技術條件設計，是本技術能夠依據不同的實驗，制備不同的復合靜電紡絲纖維。如果，外針管的溶液和內針管的溶液均是一樣的親水或疏水，能夠使用本技術。兩者溶液揮發速率相似，能夠容易形成混合復合纖維，如兩者溶液揮發速率有差別，能夠容易形成核-殼層狀結構的復合纖維。如果外針管的溶液是親水，另一個內針管的溶液是疏水，本技術也能夠用。或者，內針管的溶液是親水，外針管的溶液是疏水，本技術也能夠用。也能夠容易形成核-殼層狀結構的復合纖維。本技術設計的同軸靜電紡絲噴頭與現有的常規同軸靜電紡絲相比，本技術有下列有益效果。（1）因為在高壓靜電紡絲前幾種原料溶液已經混合為一體，在操作參數的設定過程中，能夠依照單針管噴頭進行操作，只需在本技術噴頭的封閉尖頭處形成復合泰勒錐，繼而從泰勒錐體拉伸出由殼層包覆核層的同軸殼-芯復合結構的纖維。操作工藝簡單。（2）同時，能夠實現兩種以上不同組分的溶液的混合靜電紡絲，為加工核-殼結構、中空結構、多孔結構的功能化纖維材料提供很大的便利。（3）本技術能夠廣泛應用于藥物緩釋、組織工程以及藥物載體等領域。附圖說明圖1為本技術的內針管結構主視示意圖。圖2為本技術的內針管結構尺寸標注示意圖。圖3為本技術的裝配結構主視示意圖。圖4為本技術的裝配結構仰視示意圖。其中：1.內針管頭；2.內針管；3.反相均液環；4.中間均液環；5.上均液環；6.針口一；7.空心管；8.內針管處理表面；9.本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種空心靜電紡絲噴頭，由內針管（2）和外針管（12）和空心管（7）組成，其特征在于：內徑?a的內針管（2）的內部同軸安裝有外徑是?b的空心管（7），在內針管（2）的呈H

【技術特征摘要】
1.一種空心靜電紡絲噴頭，由內針管（2）和外針管（12）和空心管（7）組成，其特征在于：內徑?a的內針管（2）的內部同軸安裝有外徑是?b的空心管（7），在內針管（2）的呈H4高尖錐形的內針管頭（1），空心管（7）的空心管開口（11）邊與內針管頭（1）壁密閉焊接；在距離內針管頭（1）底邊H3尺寸的地方，加工有一個反相均液環（3），在距離反相均液環（3）H2尺寸的地方，加工有一個中間均液環（4），在距離中間均液環（4）H1尺寸的地方，加工有一個上均液環（5）；在距離上均液環（5）上方h尺寸的地方，加工有垂直內針管（2）軸向，橫向貫通內針管（2）內徑的2個對稱的針口一（6）；在距離上均液環（5）下方h尺寸的地方，加工有垂直內針管（2）軸向，橫向貫通內針管（2）內徑的，方向與針口一（6）十字排布的2個的針口二（9）；從針口一（6）上部平齊線開始的內針管（2）表面，一直到內針管頭（1）底邊的表面，均加工有與內針管溶液相浸潤的內針管處理表面（8）；上均液環（5）和中間均液環（4）的表面，都加工有與內針管（2）里流動的溶液相浸潤的處理表面，并具有向下引流作用的微納米結構；反相均液環（3）的表面，加工有與外針管（12）里流動的溶液相浸潤的、與內針管（2）里流動的溶液不相浸潤的反相處理表面，并只具有溶液涂覆的微納米表面結構，沒有向下引流的結構；內針管頭（1）的表面加工有內針管頭處理表面（10），內針管頭處理表面（10）與外針管（12）里流動的溶液相浸潤的、與內針管（2）里流動...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐文峰，廖曉玲，徐紫宸，
申請(專利權)人：重慶科技學院，
類型：新型
國別省市：重慶,50