[实用新型]一种静电纺丝纤维膜的生产设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及的静电纺丝技术领域，更具体地，涉及一种静电纺丝纤维膜的生产设备。

背景技术

静电纺丝是一种利用带电荷的高分子溶液或熔体在静电场中流动与变形制备纳米到微米尺寸聚合物纤维的纺丝技术，相对于一般方法制备的聚合物纤维，静电纺制备的纤维具有直径小、孔隙度高、孔隙连通、比表面积大等优点，而且其设备易组装、操作方便。同时，静电纺纳米纤维支架可在形态和结构上模拟人体天然细胞外基质（ECM），有利于细胞的粘附和增殖，可为组织器官的再生创造有利的条件。正是由于上述的优点，使得静电纺丝纤维膜在仿生、组织工程等医疗领域有广阔的应用前景。但是，通过静电纺得到的纳米纤维膜力学性能较差，限制了其在肌腱、韧带、肌肉、疝气等需要较强力学支撑的组织再生领域的应用。

能够提高静电纺纤维膜强度的方法有很多种，他们都有各自的优点，也有其应用的局限。如对静电纺丝过程进行多方面的改进：a、设计不同的收集方法，如滚筒式、液体收集、平板收集、交换电极等；b、对纺丝过程进行改进，如使用附加电场、设计多头纺丝等；c、优化纺丝工艺，包括调节电压、接收距离、纺丝液浓度、纺丝液流速等。但上述的方法对提高纳米纤维膜的力学性能效果不明显。

另外还有物理热处理。如专利ZL 200710056878.7中提到，将PVDF溶解后进行电纺，得到超细纤维膜，并将两层或者多层的超细纤维膜在热合装置上连续热合处理，得到力学性能良好的PVDF纤维膜；另外还有将无机材料与聚合物溶解在同一溶剂中形成共混溶液，静电纺丝得到的纳米纤维膜后，进行高温煅烧，得到具有高强度的纳米纤维膜。虽然物理热处理的方式，能够极大的提高纳米纤维膜的力学性能，对基础的聚合物的耐热性要求较高，且经过热处理后的纳米纤维膜普遍偏硬，孔隙率及比表面积相应的会降低。也可采用物理共混如共纺、或者混纺，但是其纺丝条件比较苛刻，未能够适用所有的聚合物。而如果采取静电纺纳米纤维膜与其他膜直接复合的话，在受力情况下容易出现分层现象，如CN 101787651 A中所描述的。

而采取化学交联、固化的方式提高强度也是比较常见的。如CN101139746A中提供一种通过缩聚的方法得到高强度的纳米纤维膜，聚酰胺酸静电纺得到PAA无纺布，高温缩聚成聚酰亚胺纳米纤维膜。另外，可以采用直接将引发剂或交联剂和聚合物混合溶解进行电纺，或形成电纺纤维膜后浸渍含有引发剂或交联剂的溶液，然后交联、固化得到具有高强度的纳米纤维膜。一方面，化学改性的方面需要聚合物有相应的官能团，如酯基、羧基、羟基、氨基等，未能够针对所有的聚合物纳米纤维膜进行补强，另一方面交联、固化后的纳米纤维膜的孔隙率、比表面积相应的会降低，同时纳米纤维膜有变硬的可能性。

无论上述何种方法，都是采用原有的静电纺丝设备，在制备静电纺丝膜后增加后续的工艺步骤实现的，其操作复杂，工艺难以控制。设计一种可以简化操作，同时获得强度高的电纺纤维膜的生产设备，具有实际意义。

发明内容

本实用新型为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种静电纺丝纤维膜的生产设备，其结构简单，通过增设的喷嘴装置，使得静电纺和喷涂结合，将增强材料和/或活性因子分散在电纺膜纤维支架内部，得到具有高强度或含有高活性的活性因子的纳米纤维膜；进一步的，提供利用该设备制备静电纺丝纤维膜的方法，该方法可以将一些具有良好力学性能的材料与纳米纤维膜复合，为纳米纤维膜提供力学支撑，使得到具有高孔隙度、高比表面积的纳米纤维膜；同时具备较高的力学强度，能够广泛应用于疝气、肩袖、肌腱、韧带等损伤修复。同时，该方法还可以将一些含有活性因子的溶液与纳米纤维膜更好地结合，降低生长因子的失活风险。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种静电纺丝纤维膜的生产设备，包括电纺液供液装置、与电纺液供液装置连接的电纺液喷丝装置，电纺液喷丝装置设有喷丝针头；还包括接收装置和第一高压静电发生器、第二高压静电发生器，接收装置设有可转动接收喷丝针头喷出纤维的接收辊，第一高压静电发生器与喷丝针头电连接，第二高压静电发生器与接收辊电连接；

还包括喷嘴装置，所述的喷嘴装置设有喷涂喷嘴，喷涂喷嘴与喷丝针头成一定角度设置。

本方案中，喷嘴装置可以设置多个，因此喷涂喷嘴也可以为多个，这样可以便于丰富和调控喷涂组分的组成。

喷涂喷嘴与接收辊的距离为小于等于100mm，喷涂面积与溶液的特性、压力、距离、喷嘴的性状等密切相关，距离越短，喷涂面积越小，由于接收辊为弧面，接收面积不大，过大的距离不利于接收。所以需控制距离低于100mm。