內(nèi)外表面絕緣、保溫，上方密閉，外殼接地。紡絲裝置和收集器置于箱體內(nèi)?？蓽p少外界環(huán)境對紡絲過程和纖維沉積的影響，同時提高安全性，防止交流高壓造成意外傷害。
[0030]本發(fā)明通過采用基于負壓接收器的紡絲技術(shù)，可制備材料范圍廣泛、纖維直徑極小、絲徑分布均勻、結(jié)構(gòu)蓬松、厚度極大、力學(xué)性能優(yōu)越的納米纖維三維支架，工藝通用性好，可廣泛應(yīng)用于組織工程領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0031]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
圖1是本發(fā)明紡絲原理結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明離心噴頭、離心驅(qū)動機構(gòu)、絕緣外殼和加熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明離心噴頭射流原理示意圖；
圖4是本發(fā)明負壓接收裝置排列結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0032]參照圖1至圖4，其顯示出了本發(fā)明之較佳實施例的具體結(jié)構(gòu)。以下將詳細說明本發(fā)明各元件的結(jié)構(gòu)特點，而如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)時，是以圖1所示的結(jié)構(gòu)為參考描述，但本發(fā)明的實際使用方向并不局限于此。
[0033]本發(fā)明提供了一種負壓陣列離心氣電紡絲裝置，包括高壓交流發(fā)生器1、供氣裝置
2、箱體3、設(shè)在所述箱體3內(nèi)的離心噴頭4、驅(qū)動所述離心噴頭4轉(zhuǎn)動的離心驅(qū)動機構(gòu)以及位于所述箱體3底部的負壓接收裝置5，所述離心噴頭4內(nèi)部具有儲液腔，離心噴頭4上設(shè)有在離心噴頭4轉(zhuǎn)動時使儲液腔內(nèi)的紡絲溶液或熔體噴出形成射流的出絲細孔41，所述負壓接收裝置5包括收集器51、負壓管52和可在負壓管52內(nèi)產(chǎn)生負壓的負氣壓發(fā)生器53，所述負氣壓發(fā)生器53優(yōu)選為設(shè)在所述負壓管52上的真空栗。所述負壓管52在箱體3的底部形成負壓管口，所述收集器51具有多孔結(jié)構(gòu)并嵌套在所述負壓管口內(nèi)，所述收集器51采用呈立方體狀或圓筒狀的金屬柵網(wǎng)，或者呈圓筒狀的多孔無紡布制件。所述負壓接收裝置5設(shè)置多個，且多個所述負壓接收裝置5以所述離心噴頭4為中心排列成環(huán)形陣列，高壓交流發(fā)生器1與所述離心噴頭4相連并可在離心噴頭4和負壓接收裝置5間形成用于產(chǎn)生溶液射流或熔體射流的電場，供氣裝置2與所述離心噴頭4相連并可形成由出絲細孔41噴出的氣流，其中供氣裝置2能提供包括壓縮空氣、氮氣、二氧化碳氣體在內(nèi)的多種氣體，提供不同種類、溫度、濕度、氣壓的氣流，氣流輔助泰勒錐形成和纖維拉伸、沉積。所述箱體3的頂部在各負壓接收裝置5的上方設(shè)有鼓風(fēng)裝置6，所述鼓風(fēng)裝置6可產(chǎn)生將出絲細孔41噴出的溶液纖維或熔體纖維吹向負壓接收裝置5的輔助氣流。
[0034]所述離心噴頭4呈圓筒狀，離心噴頭4的外圓筒壁上開設(shè)若干出絲細孔41，所述離心噴頭4的頂部設(shè)有頂蓋，頂蓋的中部開設(shè)進料口和進氣口，所述進氣口通過導(dǎo)氣管與供氣裝置2連接，還包括供液裝置7，所述供液裝置7通過導(dǎo)液管接入所述進料口。所述離心驅(qū)動機構(gòu)包括設(shè)在所述離心噴頭4底部的旋轉(zhuǎn)軸81和通過聯(lián)軸器82與旋轉(zhuǎn)軸81連接的可調(diào)速直流電機83?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)可調(diào)速直流電機83的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)離心噴頭4的轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)射流的旋轉(zhuǎn)速度，以控制纖維的直徑及均勻度。
[0035]還包括罩在所述離心驅(qū)動機構(gòu)頂部的絕緣外殼9，所述絕緣外殼9為中空的圓筒狀，絕緣外殼9的頂部設(shè)有圓孔，所述旋轉(zhuǎn)軸81穿過圓孔與離心噴頭4相連，所述絕緣外殼9的頂部設(shè)有可對離心噴頭4加熱的加熱裝置91，可對離心噴頭4進行加熱，以實現(xiàn)在離心噴頭4內(nèi)直接獲得紡絲熔體。
[0036]高壓交流發(fā)生器1包括函數(shù)信號發(fā)生器和高壓放大器，所述交流高壓發(fā)生器1可提供任意波形、頻率、幅值的電壓。
[0037]本發(fā)明所揭示的負壓陣列離心氣電紡絲裝置，通過合理設(shè)置離心噴頭4、離心驅(qū)動機構(gòu)，并將負壓接收裝置5以所述離心噴頭4為中心設(shè)置成環(huán)形，使得離心噴頭4在離心驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動下作旋轉(zhuǎn)運動時，從離心噴頭4噴射出的聚合物射流附加了離心力，同時在供氣裝置的氣流推力、電場力、負壓接收裝置5的負壓吸引和鼓風(fēng)裝置6的氣流引導(dǎo)作用下，氣流路徑可控，纖維往負壓收集裝置5定向沉積，同時，氣流穿過收集器51的多孔蓬松結(jié)構(gòu)，從收集器的下方和側(cè)端導(dǎo)出，并輔助纖維在收集器上持續(xù)沉積，成為多孔蓬松的三維支架結(jié)構(gòu)。
[0038]針對紡絲溶液和熔體可分別參照如下實施例:
實施例1:
本發(fā)明所揭示的負壓陣列離心氣電紡絲裝置，使用時，首先在進行紡絲溶液制備，稱取1800毫克PLLA (分子量=20萬道爾頓)，溶于30 ml (9: 1，CH2C12/DMF，v/v)溶劑中，制得6%PLLA溶液，用封口膜封口，磁力攪拌3小時，待用。
[0039]供液裝置7內(nèi)裝入PLLA溶液，打開供液裝置7，流量為lmL/min，打開供氣裝置2，調(diào)節(jié)氣壓為0.75MPa，打開負壓接收裝置5，然后打開可調(diào)速直流電機83的開關(guān)，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為5000rpm，使出絲細孔41處的PLLA溶液在離心力和氣流的作用下形成連續(xù)射流，射流經(jīng)過細化、蒸發(fā)過程，電場力、負壓接收裝置5的負壓吸引和鼓風(fēng)裝置6的氣流引導(dǎo)作用下，在負壓接收裝置5上收集到大量三維納米PLLA纖維支架。
[0040]實施例2:
本發(fā)明所揭示的負壓陣列離心氣電紡絲裝置，使用時以聚乳酸為原料，將20克聚乳酸加入進料口中，然后打開加熱裝置91開關(guān)，使聚乳酸在離心噴頭4中加熱至熔融狀態(tài)，打開負壓接收裝置5，打開供氣裝置2，調(diào)節(jié)氣壓為0.8MPa，打開可調(diào)速直流電機83的開關(guān)，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為6000rpm，使出絲細孔41處的聚乳酸熔體離心力、氣流的作用下形成連續(xù)射流，射流經(jīng)過細化、蒸發(fā)過程，電場力、負壓接收裝置5的負壓吸引和鼓風(fēng)裝置6的氣流引導(dǎo)作用下，在負壓接收裝置5上收集到大量三維納米PLLA纖維支架。
[0041]本發(fā)明所揭示的制備三維納米纖維的離心紡絲裝置，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、控制簡單、工藝流程短。
[0042]當(dāng)然，本發(fā)明創(chuàng)造并不局限于上述實施方式，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可作出等同變形或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種負壓陣列離心氣電紡絲裝置，其特征在于:包括高壓交流發(fā)生器、供氣裝置、箱體、設(shè)在所述箱體內(nèi)的離心噴頭、驅(qū)動所述離心噴頭轉(zhuǎn)動的離心驅(qū)動機構(gòu)以及位于所述箱體底部的負壓接收裝置，所述離心噴頭內(nèi)部具有儲液腔，離心噴頭上設(shè)有在離心噴頭轉(zhuǎn)動時使儲液腔內(nèi)的紡絲溶液或熔體噴出形成射流的出絲細孔，所述負壓接收裝置包括收集器、負壓管和可在負壓管內(nèi)產(chǎn)生負壓的負氣壓發(fā)生器，所述負壓管在箱體的底部形成負壓管口，所述收集器具有多孔結(jié)構(gòu)并嵌套在所述負壓管口內(nèi)，所述負壓接收裝置設(shè)置多個，且多個所述負壓接收裝置以所述離心噴頭為中心排列成環(huán)形陣列，高壓交流發(fā)生器與所述離心噴頭相連并可在離心噴頭和負壓接收裝置間形成用于產(chǎn)生溶液射流或熔體射流的電場，供氣裝置與所述離心噴頭相連并可形成由出絲細孔噴出的氣流。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負壓陣列離心氣電紡絲裝置，其特征在于:所述箱體的頂部在各負壓接收裝置的上方設(shè)有鼓風(fēng)裝置，所述鼓風(fēng)裝置可產(chǎn)生將出絲細孔噴出的溶液纖維或熔體纖維吹向負壓接收裝置的輔助氣流。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的負壓陣列離心氣電紡絲裝置，其特征在于:所述離心噴頭呈圓筒狀，離心噴頭的外圓筒壁上開設(shè)若干出絲細孔，所述離心噴頭的頂部設(shè)有頂蓋，頂蓋的中部開設(shè)進料口和進氣口，所述進氣口通過導(dǎo)氣管與供氣裝置連接，還包括供液裝置，所述供液裝置通過導(dǎo)液管接入所述進料口。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負壓陣列離心氣電紡絲裝置，其特征在于:所述離心驅(qū)動機構(gòu)包括設(shè)在所述離心噴頭底部的旋轉(zhuǎn)軸和通過聯(lián)軸器與旋轉(zhuǎn)軸連接的可調(diào)速直流電機。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的負壓陣列離心氣電紡絲裝置，其特征在于:還包括罩在所述離心驅(qū)動機構(gòu)頂部的絕緣外殼，所述絕緣外殼為中空的圓筒狀，絕緣外殼的頂部設(shè)有圓孔，所述旋轉(zhuǎn)軸穿過圓孔與離心噴頭相連。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的負壓陣列離心氣電紡絲裝置，其特征在于:所述絕緣外殼的頂部設(shè)有可對離心噴頭加熱的加熱裝置。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負壓陣列離心氣電紡絲裝置，其特征在于:所述收集器為呈立方體狀或圓筒狀的金屬柵網(wǎng)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負壓陣列離心氣電紡絲裝置，其特征在于:所述收集器為呈圓筒狀的多孔無紡布制件。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負壓陣列離心氣電紡絲裝置，其特征在于:所述負氣壓發(fā)生器為設(shè)在所述負壓管上的真空栗。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負壓陣列離心氣電紡絲裝置，其特征在于:高壓交流發(fā)生器包括函數(shù)信號發(fā)生器和高壓放大器。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種負壓陣列離心氣電紡絲裝置，包括高壓交流發(fā)生器、供氣裝置、箱體、離心噴頭、離心驅(qū)動機構(gòu)及負壓接收裝置，離心噴頭內(nèi)部具有儲液腔，離心噴頭上設(shè)有出絲細孔，負壓接收裝置包括收集器、負壓管和負氣壓發(fā)生器，負壓管在箱體的底部形成負壓管口，收集器嵌套在負壓管口內(nèi)，負壓接收裝置設(shè)置多個，并以離心噴頭為中心排列成環(huán)形陣列，高壓交流發(fā)生器形成用于產(chǎn)生電場，供氣裝置形成由出絲細孔噴出的氣流。氣流、電場、負壓和離心力使噴射出的聚合物形成納米纖維，納米纖維在負壓接收裝置上沉積成為三維結(jié)構(gòu)，提高了纖維沉積的厚度，對生物材料的兼容性更好，工藝的材料適用范圍廣，獲得的支架結(jié)構(gòu)更有利于組織工程中的細胞生長。
【IPC分類】D01D7/00, D01D5/18
【公開號】CN105350093
【申請?zhí)枴緾N201510778785
【發(fā)明人】梁烽, 王晗, 房飛宇, 陳新度, 陳新, 曾俊, 歐維均, 駱偉岸
【申請人】廣東工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年11月13日