一种复合包芯静电纺丝喷头的使用方法技术

本发明专利技术提供了一种复合包芯静电纺丝喷头的使用方法，使用的喷头由内管和外管组成。操作步骤包括，第一步，根据实验所用溶液的性质，清洗内管和外管内外表面。第二步，安装好内管和外管的供液，先开通内管的供液系统，再开外管的供液系统。或者反之。第三步，设定通电纺丝的参数。第四步，纺丝结束后，清洗内管和外管，烘干待用。本发明专利技术有益效果是能够实现两种以上不同组分的溶液的混合静电纺丝，为加工核‑壳结构、多孔结构的功能化纤维材料提供很大的便利，能够广泛应用于药物缓释、组织工程以及药物载体等领域，能够依照单针管喷头进行操作，操作工艺简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种静电纺丝喷头的使用方法，从使用上讲，是一种基于静电纺丝法得到复合包芯纤维用的静电纺丝喷头的使用方法。
技术介绍
同轴静电纺丝法是在静电纺丝的基础上改进装置发展而来的一种工艺，可用来制备特殊功能结构的纤维材料，它的出现弥补了普通静电纺丝法在制备非常规结构纤维时所存在的缺陷。但是，由于同轴静电纺丝的喷头，以及操作工艺及其严格，不容易控制生成双层或复合的纤维，特别是内针头管道伸出外针头管道的距离是影响同轴喷射流形成的关键性因素：距离太小时，内管道溶液容易被外层管道的溶液堵住，内针头溶液没办法顺利流出，此时在电场力作用下内层溶液得不到拉伸，仅有外层溶液形成射流。距离太大时，溶液沿内管壁的外表面流出，无法将内针头伸出部分完全包覆，进而导致许多溶液从针头四周射出，无法得到稳定的同轴喷射流。因此，解决上述问题，需要设计一种精准、易操作的同轴静电纺丝喷头及其使用方法，能够制备核-芯结构、中空结构及多级结构的纤维材料提供技术的支撑，进而拓宽纳米纤维的应用领域。
技术实现思路
本专利技术的技术方案为：一种复合包芯静电纺丝喷头的使用方法，使用的喷头由内管和外管组成。内管的端头封闭，管头呈H4高的尖锥形，在距离封闭的管头底边H3尺寸的地方，加工有一个反相均液环，在距离反相均液环H2尺寸的地方，加工有一个小均液环，在距离小均液环H1尺寸的地方，加工有一个大均液环。均液环的设计在于将上述出口的溶液很好地均匀涂覆在内管圆周壁上，避免出现线流而导致各种溶液混合不均匀。在距离大均液环上方h尺寸的地方，加工有垂直内管轴向，横向贯通内管内径的2个对称的上贯通口；在距离大均液环下方h尺寸的地方，加工有垂直内管轴向，横向贯通内管内径的，方向与上贯通口十字对称排布的2个对称的下贯通口。相互十字对称排布的贯通口设计，避免溶液在一个方向上堆积，易于溶液铺展。内管的横向贯通口的设计，改变了原同轴喷头内外管开口都一致，容易导致各个组分来不及相互混匀或内外包覆不好的问题。设计在于避免了原同轴静电纺丝喷头的内外喷头针管，在纺丝过程中，由于内外针头管间距、长度等参数设置不好，而造成的其内管与外管不同组分溶液的混合不均的难题。从上贯通口上部平齐线开始的内管表面，一直到管头的表面，均加工有与内管溶液相浸润的管体处理表面；大均液环和小均液环的表面，都加工有与内管里流动的溶液相浸润的大均液环处理表面和小均液环处理表面，并具有向下引流作用微纳米结构；反相均液环的表面，加工有与外管里流动的溶液相浸润的、与内管里流动的溶液不相浸润的反相均液环处理表面，并只具有溶液涂覆的微纳米表面结构，没有向下引流的结构。这是本专利技术其中一个创新点，目的在于将内管流出的溶液快速地铺满内管表面，为外管的另外一种溶液下一步均匀包覆内管流出的溶液，或均匀混合内管出口流出的溶液做准备。同时，在反相均液环处，因外管溶液容易涂覆，所以能够更好地被外管的溶液包覆或混合。其特征在于，使用方法如下。第一步，根据实验所用溶液的性质，用溶剂或去离子水清洗内管和外管外表面；再开通各管路的供液系统，用溶剂或去离子水清洗内管外管的内通道0.5h，烘干内管和外管待用。第二步，安装好内管和外管的供液，先开通内管的供液系统，待内管的管头有溶液滴落，并保持匀速滴落5min-8min，再开外管的供液系统，待外管的溶液包覆内管的溶液，并在管头有溶液滴落，保持匀速滴落5min-8min；或者，先开通外管的供液系统，待外管的溶液在管头有溶液滴落，并保持匀速滴落5min-8min，再开内管的供液系统，待内管的溶液被包覆在外管的溶液里，并在管头有溶液滴落，保持匀速滴落5min-8min。第三步，设定接收距离为20cm~30cm，以电压12kv~20kv，外管流速5mL/h~15mL/h，内管流速0.5mL/h~2mL/h，开始通电纺丝。第四步，纺丝结束后，重复步骤一，清洗内管和外管，烘干待用。上述技术方案中，所使用的喷头的上贯通口的开口直径ϕ上与下贯通口的开口直径ϕ下，之间尺寸关系是ϕ上=1.5ϕ下。设计目的是为了保证内管的上贯通口与下贯通口的溶液，在计算的合理管径和流速下，上下两层出口的溶液，能够迅速汇合，均匀铺展在内管表面。所述上贯通口的下边到大均液环的距离h=3ϕ上，下贯通口的上下边到大均液环和小均液环的距离h=3ϕ上。所述反相均液环、小均液环和大均液环的厚度h1一致，h1=ϕ上。设计目的同样是为了保证内管的上贯通口与下贯通口的溶液，能够均匀铺展在内管表面，同时与被辅助管流出的溶液均匀包覆；或者，与辅助管流出的溶液均匀混合做准备。上述技术方案中，所使用的喷头的大均液环与小均液环之间的距离H1≥5ϕ上，小均液环与反相均液环之间的距离H2≥5（ϕ上+ϕ下），反相均液环到管头底边的距离H3=2（H1+H2），管头的尖角角度α=60°~90°。距离和角度的限定了实验最优参数的选择，目的是保证外管流出的溶液和内管流出的另外一种溶液，有足够的流程混合或包覆。在高压静电拉伸时，保证已经是一体的。上述技术方案中，所使用的喷头的外管（12）的内径半径与内管（1）的外壁半径只差L0≥5ϕ上；反相均液环（2）半径与内管（1）的外壁半径之差L3=0.5ϕ上~4ϕ上；小均液环（3）外沿半径与内管（1）的外壁半径之差L2=0.5ϕ下~2ϕ下；大均液环（2）外沿半径与内管（1）的外壁半径之差L1=0.5ϕ上~2ϕ上；所述内管（1）伸出外管（12）的平口端的距离h0=2L0。此设计，使得外管和内管的溶液能够均匀混合，在相同参数设置下其流速与内管的溶液的流速基本相同，简化了操作的参数设定，统一设置参数即可。上述技术条件设计，是本专利技术能够依据不同的实验，制备不同的复合静电纺丝纤维。如果，外管的溶液和内管的溶液均是一样的亲水或疏水，能够使用本专利技术。两者溶液挥发速率相似，能够容易形成混合复合纤维，如两者溶液挥发速率有差别，能够容易形成核-壳层状结构的复合纤维。如果外管的溶液是亲水，另一个内管的溶液是疏水，本专利技术也能够用。或者，内管的溶液是亲水，外管的溶液是疏水，本专利技术也能够用。也能够容易形成核-壳层状结构的复合纤维。本专利技术设计的同轴静电纺丝喷头与现有的常规同轴静电纺丝相比，本专利技术有下列有益效果。（1）因为在高压静电纺丝前几种原料溶液已经混合为一体，在操作参数的设定过程中，能够依照单针管喷头进行操作，只需在本专利技术喷头的封闭尖头处形成复合泰勒锥，继而从泰勒锥体拉伸出由壳层包覆核层的同轴壳-芯复合结构的纤维。操作工艺简单。（2）同时，能够实现两种以上不同组分的溶液的混合静电纺丝，为加工核-壳结构、中空结构、多孔结构的功能化纤维材料提供很大的便利。（3）本专利技术能够广泛应用于药物缓释、组织工程以及药物载体等领域。附图说明图1为本专利技术的内管结构主视示意图。图2为本专利技术的内管结构尺寸标注示意图。图3为本专利技术的装配结构主视示意图。图4为本专利技术的装配结构仰视示意图。其中：1.内管；2.反相均液环；3.小均液环；4.大均液环；5.上贯通口；6.管体处理表面；7.大均液环处理表面；8.下贯通口；9.小均液环处理表面；10.反相均液环处理表面；11.管头；12.外管。具体实施方式下面结合附图和实施例进一步对本专利技术加以说明。具体实施例一本专利技术的.一种复合包芯静电纺丝喷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合包芯静电纺丝喷头的使用方法，使用的喷头由内管（1）和外管（12）组成，内管（1）的端头封闭，管头（11）呈H4高的尖锥形，在距离封闭的管头（11）底边H3尺寸的地方，加工有一个反相均液环（2），在距离反相均液环（2）H2尺寸的地方，加工有一个小均液环（3），在距离小均液环（3）H1尺寸的地方，加工有一个大均液环（4）；在距离大均液环（4）上方h尺寸的地方，加工有垂直内管（1）轴向，横向贯通内管（1）内径的2个对称的上贯通口（5）；在距离大均液环（4）下方h尺寸的地方，加工有垂直内管（1）轴向，横向贯通内管（1）内径的，方向与上贯通口（5）十字对称排布的2个对称的下贯通口（8）；从上贯通口（5）上部平齐线开始的内管（1）表面，一直到管头（11）的表面，均加工有与内管（1）溶液相浸润的管体处理表面（6）；大均液环（4）和小均液环（3）的表面，都加工有与内管（1）里流动的溶液相浸润的大均液环处理表面（7）和小均液环处理表面（9），并具有向下引流作用的微纳米结构；反相均液环（2）的表面，加工有与外管（12）里流动的溶液相浸润的、与内管（1）里流动的溶液不相浸润的反相均液环处理表面（10），并只具有溶液涂覆的微纳米表面结构，没有向下引流的结构；其特征在于，使用方法如下：第一步，根据实验所用溶液的性质，用溶剂或去离子水清洗内管（1）和外管（12）外表面；再开通各管路的供液系统，用溶剂或去离子水清洗内管（1）外管（12）的内通道0.5h，烘干内管（1）和外管（12）待用；第二步，安装好内管（1）和外管（12）的供液，先开通内管（1）的供液系统，待内管（1）的管头（11）有溶液滴落，并保持匀速滴落5min‑8min，再开外管（12）的供液系统，待外管（12）的溶液包覆内管（1）的溶液，并在管头（11）有溶液滴落，保持匀速滴落5min‑8min；或者，先开通外管（12）的供液系统，待外管（12）的溶液在管头（11）有溶液滴落，并保持匀速滴落5min‑8min，再开内管（1）的供液系统，待内管（1）的溶液被包覆在外管（12）的溶液里，并在管头（11）有溶液滴落，保持匀速滴落5min‑8min；第三步，设定接收距离为20cm~30cm，以电压12kv~20kv，外管（12）流速5 mL/h ~15mL/h，内管（1）流速0.5mL/h~2 mL/h，开始通电纺丝；第四步，纺丝结束后，重复步骤一，清洗内管（1）和外管（12），烘干待用。...

【技术特征摘要】
1.一种复合包芯静电纺丝喷头的使用方法，使用的喷头由内管（1）和外管（12）组成，内管（1）的端头封闭，管头（11）呈H4高的尖锥形，在距离封闭的管头（11）底边H3尺寸的地方，加工有一个反相均液环（2），在距离反相均液环（2）H2尺寸的地方，加工有一个小均液环（3），在距离小均液环（3）H1尺寸的地方，加工有一个大均液环（4）；在距离大均液环（4）上方h尺寸的地方，加工有垂直内管（1）轴向，横向贯通内管（1）内径的2个对称的上贯通口（5）；在距离大均液环（4）下方h尺寸的地方，加工有垂直内管（1）轴向，横向贯通内管（1）内径的，方向与上贯通口（5）十字对称排布的2个对称的下贯通口（8）；从上贯通口（5）上部平齐线开始的内管（1）表面，一直到管头（11）的表面，均加工有与内管（1）溶液相浸润的管体处理表面（6）；大均液环（4）和小均液环（3）的表面，都加工有与内管（1）里流动的溶液相浸润的大均液环处理表面（7）和小均液环处理表面（9），并具有向下引流作用的微纳米结构；反相均液环（2）的表面，加工有与外管（12）里流动的溶液相浸润的、与内管（1）里流动的溶液不相浸润的反相均液环处理表面（10），并只具有溶液涂覆的微纳米表面结构，没有向下引流的结构；其特征在于，使用方法如下：第一步，根据实验所用溶液的性质，用溶剂或去离子水清洗内管（1）和外管（12）外表面；再开通各管路的供液系统，用溶剂或去离子水清洗内管（1）外管（12）的内通道0.5h，烘干内管（1）和外管（12）待用；第二步，安装好内管（1）和外管（12）的供液，先开通内管（1）的供液系统，待内管（1）的管头（11）有溶液滴落，并保持匀速滴落5min-8min，再开外管（12）的供液系统，待外管（12）的溶液包覆内管（1）的溶液，并在管头（11）有溶液滴落，保持匀速滴落5min-8min；或者，先开通外管（12）的供液...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐文峰，廖晓玲，徐紫宸，杨晓玲，
申请(专利权)人：重庆科技学院，
类型：发明
国别省市：重庆;50