一种制备纺丝级微纳米微胶囊的微流控装置和纺丝级微纳米微胶囊及其制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及微纳米微胶囊的制备技术领域，尤其涉及一种制备纺丝级微纳米微胶囊的微流控装置和纺丝级微纳米微胶囊及其制备方法。本发明专利技术提供的微流控装置包括控制区、液滴成形区、固化成型区和清洗干燥区，控制区由蠕动泵和注射器组成，蠕动泵控制注射器将流体压入微流控芯片的微通道中，分散相微通道位于中间，连续相微通道以分散相微通道对称呈Y型，更易在聚焦流处形成垂滴模式的微纳液滴，微纳液滴经过微通道进入固化成型区的收集相中固化成型，然后经过清洗干燥得到微胶囊。根据实施例的记载，利用本发明专利技术所述的微流控装置制备得到的纺丝级微纳米微胶囊的粒径为100nm～50μm。

【技术实现步骤摘要】
一种制备纺丝级微纳米微胶囊的微流控装置和纺丝级微纳米微胶囊及其制备方法
本专利技术涉及微纳米微胶囊的制备
，尤其涉及一种制备纺丝级微纳米微胶囊的微流控装置和纺丝级微纳米微胶囊及其制备方法。
技术介绍
功能纤维是构成功能纺织品的重要要素，它的特殊功能通过纺织品的形式得以体现。功能纤维按照纤维的来源可分为天然功能纤维、再生功能纤维及合成功能纤维；再生功能纤维又称人造纤维，利用天然的纤维作为原料，在进行化学处理后调配成恰当的纺织溶液，之后再重新塑形为纤维。功能性合成纤维构成了合成纤维的重要群体，它几乎涵盖了功能纤维的所有功能类别，是人类创造新材料的重要表现。强化应用性能是功能纺织品的基本特点。不同的应用领域需要不同性能的纺织品，纺织品的功能是在不同领域的应用实践中，通过特殊的需求不断地强化得到的。炼钢工人、消防员需要阻燃、隔热的服装；极地探险、考察人员需要保暖的服装；在微波站工作的人员需要具有电磁波屏蔽的服装；担任侦察任务的军事人员需要具有防红外探测的衣服。随着人类对生活质量和自身健康关注程度的提高，功能纤维和功能纺织品将会涉及到人们生活中的方方面面。传统的，在合成纤维的生产中，将一种或多种添加剂添加到纺丝液中以获得一种或多种新的性能或功能的方式称为合成纤维的添加剂改性，属于合成纤维改性的一种方法。添加剂既可以在聚合、原液制备过程中加入，也可以在纺丝和织物整理等不同阶段加入。其中，应用最广的是在纺丝原液制备过程中进行添加剂改性。随着微胶囊技术的发展，将不溶或难溶于纺丝液中的功能助剂采用微胶囊的形式包裹起来作为添加剂添加到纺丝液中的手段也收到广泛认可。而包裹有功能材料的微胶囊则需要满足纺丝液对于固体添加剂的粒径要求，添加剂的有效粒度根据其用途而异，通常要求小于10微米，甚至更小；对于较粗的纤维，添加剂的粒度可适当放宽范围，通常不超过50微米。添加剂的粒度过大，会严重堵塞喷丝孔，造成纺丝困难和产生毛丝。近年来，随着微胶囊技术的发展，微流控技术在液滴制备领域发展逐渐成熟，将微流控技术与微胶囊制备相结合的技术也逐渐广泛。使用微流控技术可制备出多种材料的单分散液滴，液滴的大小可以通过改变连续相和分散相的流动参数实现更精确的控制，且制备的液滴粒径均匀，大小均匀，形貌规则以及包覆率高。目前，微胶囊制备技术中，所涉及到的多为大尺度粒径(>50微米)微胶囊的制备方法，而较小粒径(<50微米)微胶囊的制备则鲜有报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种制备纺丝级微纳米微胶囊的微流控装置和纺丝级微纳米微胶囊及其制备方法，利用所述微流控装置制备得到的微纳米微胶囊的粒径为100nm～50μm。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种制备纺丝级微纳米微胶囊的微流控装置，包括依次设置的控制区、液滴成形区、固化成型区10和清洗干燥区11；所述控制区包括蠕动泵1和注射器；所述液滴成形区包括微通道、液滴成形通道9和微流控芯片2；所述微通道包括连续相微通道Ⅰ6、连续相微通道Ⅱ8和分散相微通道7；所述注射器包括连续相注射器Ⅰ3、连续相注射器Ⅱ5和分散相注射器4；所述连续相注射器Ⅰ3与所述连续相微通道Ⅰ6连接；所述连续相注射器Ⅱ5与所述连续相微通道Ⅱ8连接；所述分散相注射器4与所述分散相微通道7连接；所述连续相微通道Ⅰ6和连续相微通道Ⅱ8与液滴成形通道9之间呈Y型；所述分散相微通道7位于所述连续相微通道Ⅰ6和连续相微通道Ⅱ8之间，与液滴成形通道8连接；所述液滴成形通道9与所述固化成型区10相连。优选的，所述连续相微通道Ⅰ6和所述连续相微通道Ⅱ8的通道均为正方形；所述连续相微通道Ⅰ6和所述连续相微通道Ⅱ8的通道尺寸独立地为2～300μm。优选的，所述分散相微通道7的通道为正方形；所述分散相微通道7的通道尺寸为2～100μm。优选的，所述液滴成形通道9的通道为正方形；所述液滴成形通道9的通道尺寸为5～500μm。本专利技术还提供了利用上述技术方案所述的微流控装置制备纺丝级微纳米微胶囊的方法，包括以下步骤：提供分散相、连续相和收集相；利用蠕动泵1将连续相注射器Ⅰ3中的连续相注入连续相微通道Ⅰ6中，将连续相注射器Ⅱ5中的连续相注入连续相微通道Ⅱ8中，将分散相注射器4中的分散相注入分散相微通道7中，在液滴成形通道9中进行混合，形成乳液；在所述乳液流入固化成型区10的同时，在所述固化成型区10中注入收集相，进行固化成型后，再通过清洗干燥区11进行清洗和干燥，得到纺丝级微纳米微胶囊。优选的，所述分散相与所述连续相的流速比为1：(0.5～10)。优选的，所述固化成型的温度为25～80℃，所述固化成型的时间为1～8h。本专利技术还提供了上述技术方案所述的方法制备得到的纺丝级微纳米微胶囊，包括囊芯和囊壁；所述纺丝级微纳米微胶囊的粒径为100nm～50μm。本专利技术提供了一种制备纺丝级微纳米微胶囊的微流控装置，包括依次设置的控制区、液滴成形区、固化成型区10和清洗干燥区11；所述控制区包括蠕动泵1和注射器；所述液滴成形区包括微通道、液滴成形通道9和微流控芯片2；所述微通道包括连续相微通道Ⅰ6、连续相微通道Ⅱ8和分散相微通道7；所述注射器包括连续相注射器Ⅰ3、连续相注射器Ⅱ5和分散相注射器4；所述连续相注射器Ⅰ3与所述连续相微通道Ⅰ6连接；所述连续相注射器Ⅱ5与所述连续相微通道Ⅱ8连接；所述分散相注射器与所述分散相微通道连接；所述连续相微通道Ⅰ6和连续相微通道Ⅱ8与液滴成形通道9之间呈Y型；所述分散相微通道7位于所述连续相微通道Ⅰ6和连续相微通道Ⅱ8之间，与液滴成形通道8连接；所述液滴成形通道9与所述固化成型区10相连。本专利技术提供的微流控装置包括控制区、液滴成形区、固化成型区和清洗干燥区。控制区由蠕动泵和注射器组成，蠕动泵控制注射器将流体压入微流控芯片的微通道中，分散相微通道位于中间，连续相微通道以分散相微通道对称呈Y型，更易在聚焦流处形成垂滴模式的微纳液滴，微纳液滴经过微通道进入固化成型区的收集相中固化成型，然后经过清洗干燥得到微胶囊。根据实施例的记载，利用本专利技术所述的微流控装置制备得到的纺丝级微纳米微胶囊的粒径为100nm～50μm。附图说明图1为本专利技术所述的微流控装置图，其中，1-蠕动泵，2-微流控芯片，3-连续相注射器Ⅰ，4-分散相注射器，5-连续相注射器Ⅱ，6-连续相微通道Ⅰ，7-分散相微通道，8-连续相微通道Ⅱ，9-液滴成形通道，10-固化成型区，11-清洗干燥区；图2为实施例1制备得到的微纳米微胶囊的粒径分布图。具体实施方式本专利技术提供了一种制备纺丝级微纳米微胶囊的微流控装置，包括依次设置的控制区、液滴成形区、固化成型区10和清洗干燥区11；所述控制区包括蠕动泵1和注射器；所述液滴成形区包括微通道、液滴成形通道9和微流控芯片2；所述微通道包括连续相微通道Ⅰ6、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备纺丝级微纳米微胶囊的微流控装置，包括依次设置的控制区、液滴成形区、固化成型区(10)和清洗干燥区(11)；/n所述控制区包括蠕动泵(1)和注射器；/n所述液滴成形区包括微通道、液滴成形通道(9)和微流控芯片(2)；/n所述微通道包括连续相微通道Ⅰ(6)、连续相微通道Ⅱ(8)和分散相微通道(7)；/n所述注射器包括连续相注射器Ⅰ(3)、连续相注射器Ⅱ(5)和分散相注射器(4)；/n所述连续相注射器Ⅰ(3)与所述连续相微通道Ⅰ(6)连接；所述连续相注射器Ⅱ(5)与所述连续相微通道Ⅱ(8)连接；所述分散相注射器(4)与所述分散相微通道(7)连接；/n所述连续相微通道Ⅰ(6)和连续相微通道Ⅱ(8)与液滴成形通道(9)之间呈Y型；/n所述分散相微通道(7)位于所述连续相微通道Ⅰ(6)和连续相微通道Ⅱ(8)之间，与液滴成形通道(8)连接；/n所述液滴成形通道(9)与所述固化成型区(10)相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备纺丝级微纳米微胶囊的微流控装置，包括依次设置的控制区、液滴成形区、固化成型区(10)和清洗干燥区(11)；
所述控制区包括蠕动泵(1)和注射器；
所述液滴成形区包括微通道、液滴成形通道(9)和微流控芯片(2)；
所述微通道包括连续相微通道Ⅰ(6)、连续相微通道Ⅱ(8)和分散相微通道(7)；
所述注射器包括连续相注射器Ⅰ(3)、连续相注射器Ⅱ(5)和分散相注射器(4)；
所述连续相注射器Ⅰ(3)与所述连续相微通道Ⅰ(6)连接；所述连续相注射器Ⅱ(5)与所述连续相微通道Ⅱ(8)连接；所述分散相注射器(4)与所述分散相微通道(7)连接；
所述连续相微通道Ⅰ(6)和连续相微通道Ⅱ(8)与液滴成形通道(9)之间呈Y型；
所述分散相微通道(7)位于所述连续相微通道Ⅰ(6)和连续相微通道Ⅱ(8)之间，与液滴成形通道(8)连接；
所述液滴成形通道(9)与所述固化成型区(10)相连。


2.如权利要求1所述的微流控装置，其特征在于，所述连续相微通道Ⅰ(6)和所述连续相微通道Ⅱ(8)的通道均为正方形；
所述连续相微通道Ⅰ(6)和所述连续相微通道Ⅱ(8)的通道尺寸独立地为2～300μm。


3.如权利要求1所述的微流控装置，其特征在于，所述分散相微通道(7)的通道为正方形；
所述分...

【专利技术属性】
技术研发人员：马勇，赵健，苏红刚，韩鹏，
申请(专利权)人：青岛起初智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37