System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种用于制备厚度可调水凝胶微通道薄膜的口模、挤出装置及方法制造方法及图纸_技高网

一种用于制备厚度可调水凝胶微通道薄膜的口模、挤出装置及方法制造方法及图纸

技术编号:42600472 阅读:25 留言:0更新日期:2024-09-03 18:12
本发明专利技术属于水凝胶挤出成型技术领域,公开了一种用于制备厚度可调水凝胶微通道薄膜的挤出装置的口模,包括芯模、芯模夹板、口模腔外板、口模压环和调节螺钉,两块芯模夹板相对地固定在所述口模压环上,所述芯模设置在芯模夹板之间,两端伸出芯模夹板,所述口模压环与变径装置固定连接,所述口模腔外板包括上下两块,固定在两块芯模夹板之间,通过调节螺钉可调节连接。本发明专利技术通过伺服电机驱动调节螺钉控制口模腔外板上下移动,其一,能够更加精确稳定地控制水凝胶微通道薄膜的厚度;其二,实现了在生产过程中薄膜厚度的连续动态变化,避免了停机导致生产效率降低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水凝胶挤出成型,尤其涉及一种用于制备厚度可调水凝胶微通道薄膜的口模、挤出装置及方法


技术介绍

1、水凝胶是一种三维聚合物网络结构,与人体组织相似,其高含水量和与细胞外基质环境的高度相似性使得其在生物医学领域有着良好的应用前景,常作为修复材料用于组织工程中。目前,制备用于组织再生的水凝胶一般使用3d生物打印的方式,成本高且工艺复杂,仅适用于制备需复杂交联方法的高形态复刻度的水凝胶,难以实现水凝胶微通道薄膜的连续高效量产。

2、微通道塑料薄膜是指厚度远小于长度的塑料制品,内部中间含有一排平行微通道,其作为微反应器在微流控和生物检测领域得到广泛应用。但是传统的微通道塑料薄膜由塑料颗粒加入挤出机中熔融挤出成型,制成的产品模量较大,厚度过大且不可调,生物相容性与可降解性较差,并且较高的加工温度会导致细胞失活,限制了其在组织再生领域的应用。

3、水凝胶微通道薄膜结合了微通道塑料薄膜和水凝胶材料的优点,多条平行微通道使血液或细胞快速到达各区域,多孔的材质为细胞附着提供了良好环境,水凝胶微通道薄膜有望作为组织工程血管构建材料或伤口敷料应用于生物医学领域。然而,目前国内外还没有制备水凝胶微通道薄膜的装置及方法。


技术实现思路

1、本专利技术目的在于提供一种用于制备厚度可调水凝胶微通道薄膜的口模、挤出装置及方法,以解决上述的技术问题。

2、为解决上述技术问题,本专利技术的一种用于制备厚度可调水凝胶微通道薄膜的口模、挤出装置及方法的具体技术方案如下:</p>

3、一种用于制备厚度可调水凝胶微通道薄膜的挤出装置的口模,包括芯模、芯模夹板、口模腔外板、口模压环和调节螺钉,两块芯模夹板相对地固定在所述口模压环上,所述芯模设置在芯模夹板之间,两端伸出芯模夹板,所述口模压环与变径装置固定连接,所述口模腔外板包括上下两块,固定在两块芯模夹板之间,通过调节螺钉可调节连接。

4、进一步的,两块所述口模腔外板之间具有间隙,用于通过水凝胶薄膜,所述间隙大小通过调节螺钉调节。

5、进一步的,所述芯模为一体式,两端通过芯模夹板中间的圆孔实现支撑和密封,所述芯模两端连接注气装置在产品中形成微通道。

6、进一步的,所述芯模、芯模夹板、口模腔外板、口模压环的材料为塑料、玻璃或石料。

7、进一步的,所述芯模夹板内侧与口模腔外板连接处具有芯模夹板半孔,所述芯模夹板半孔内无螺纹,所述口模腔外板外侧与芯模夹板连接处具有口模腔外板半孔,所述口模腔外板半孔内具有螺纹,多个调节螺钉分布在芯模夹板与口模腔外板的上端和下端连接处,所述调节螺钉攻入部固定在芯模夹板的芯模夹板半孔内,牙部与口模腔外板半孔的螺纹配合,所述调节螺钉与伺服控制系统连接,由伺服控制系统控制调节。

8、进一步的,所述伺服控制系统包括多个伺服电机和编码器,每个调节螺钉头部都与一个伺服电机和编码器紧密相连,调节螺钉转动角度通过编码器转变为电信号,由反馈回路传输给执行器,以实现对伺服电机转速的控制,通过伺服控制系统使得连接同一口模腔外板的两个伺服电机同时运作,实现单个口模腔外板的稳定上下移动,实现两块口模腔外板间距微调,从而调节水凝胶薄膜厚度。

9、进一步的,所述芯模夹板和口模腔外板与口模压环内壁通过翻边连接,保证密封性,水凝胶薄膜最厚时口模腔外板外壁的翻边与口模压环相抵;水凝胶薄膜最薄时口模腔外板内壁与芯模微管外壁相抵。

10、本专利技术还公开了一种厚度可调水凝胶微通道薄膜挤出装置,还包括储液槽、蠕动泵、软管、变径装置、注气装置、反应水槽、牵引和收卷装置,所述储液槽连接蠕动泵,所述蠕动泵连接软管,所述软管连接变径装置,所述变径装置连接口模,所述口模连接反应水槽,所述反应水槽连接牵引和收卷装置,所述伺服控制系统和注气装置连接口模。

11、根据权利要求所述的挤出装置,其特征在于,所述变径装置外表面为圆柱过渡到圆台,与口模相连侧的孔截面为矩形,圆柱与圆台交界截面处逐渐变为圆形,后孔径逐渐缩小,圆台处接口与软管相连。

12、本专利技术还公开了一种厚度可调水凝胶微通道薄膜挤出方法,包括如权利要求所述的挤出装置,所述方法包括如下步骤:

13、口模固定在变径装置上,软管一端连接储液槽,另一端套在变径装置的接口上,调配好的溶液装在储液槽中,在蠕动泵的控制下储液槽中的溶液以一定速度通入变径装置,流经口模时在口模内壁面和芯模的外壁面之间流动,注气装置作用于芯模伸出的金属微管处从而形成中空通道,通过伺服控制系统微调口模腔外板间距,调节水凝胶薄膜厚度,从口模挤出后,流体进入反应水槽,在交联剂的作用下进行分子链的交联等过程,使水凝胶成型,在滚轮的牵引下向前运动,最终获得具有多条长直平行微通道的水凝胶薄膜,通道数量,根据所需水凝胶薄膜的通道数目调节;

14、水凝胶薄膜厚度控制步骤:编码器接收到的转动角度由伺服控制系统转变为传动距离和口模腔外板内壁与芯模微管中心的距离,实现对薄膜厚度的实时监测与连续动态可调,转化公式如下所示:

15、

16、其中,为螺纹上某一点的轴向移动距离,为螺钉的螺距或导程,为测得的转动角度。

17、本专利技术的一种用于制备厚度可调水凝胶微通道薄膜的口模、挤出装置及方法具有以下优点:

18、1. 相比以往需要停机更换口模或手动调节口模腔外板距离来改变薄膜厚度的方法,本专利技术通过伺服电机驱动调节螺钉控制口模腔外板上下移动,其一,能够更加精确稳定地控制水凝胶微通道薄膜的厚度;其二,实现了在生产过程中薄膜厚度的连续动态变化,避免了停机导致生产效率降低。

19、2. 相比以往微通道塑料薄膜的挤出装置,本专利技术以蠕动泵代替挤出机作为输送装置,不仅可以避免高温导致细胞失去活性的情况,还能连续高效地生产水凝胶微通道薄膜。

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【技术保护点】

1.一种用于制备厚度可调水凝胶微通道薄膜的挤出装置的口模,包括芯模(10)、芯模夹板(11)、口模腔外板(12)、口模压环(13)和调节螺钉(14),其特征在于,两块芯模夹板(11)相对地固定在所述口模压环(13)上,所述芯模(10)设置在芯模夹板(11)之间,两端伸出芯模夹板(11),所述口模压环(13)与变径装置(4)固定连接,所述口模腔外板(12)包括上下两块,固定在两块芯模夹板(11)之间,通过调节螺钉(14)可调节连接。

2.根据权利要求1所述的口模,其特征在于,两块所述口模腔外板(12)之间具有间隙,用于通过水凝胶薄膜,所述间隙大小通过调节螺钉(14)调节。

3.根据权利要求1所述的口模,其特征在于,所述芯模(10)为一体式,两端通过芯模夹板(11)中间的圆孔实现支撑和密封,所述芯模(10两端连接注气装置(6)在产品中形成微通道。

4.根据权利要求1所述的口模,其特征在于,所述芯模(10)、芯模夹板(11)、口模腔外板(12)、口模压环(13)的材料为塑料、玻璃或石料。

5.根据权利要求1所述的口模,其特征在于,所述芯模夹板(11)内侧与口模腔外板(12)连接处具有芯模夹板半孔(1101),所述芯模夹板半孔(1101)内无螺纹,所述口模腔外板(12)外侧与芯模夹板(11连接处具有口模腔外板半孔(1201),所述口模腔外板半孔(1201)内具有螺纹,多个调节螺钉(14)分布在芯模夹板(11)与口模腔外板(12)的上端和下端连接处,所述调节螺钉(14)攻入部固定在芯模夹板(11)的芯模夹板半孔(1101)内,牙部与口模腔外板半孔(1201)的螺纹配合,所述调节螺钉(14)与伺服控制系统(9)连接,由伺服控制系统(9)控制调节。

6.根据权利要求5所述的口模,其特征在于,所述伺服控制系统(9)包括多个伺服电机和编码器,每个调节螺钉(14)头部都与一个伺服电机和编码器紧密相连,调节螺钉(14)转动角度通过编码器转变为电信号,由反馈回路传输给执行器,以实现对伺服电机转速的控制,通过伺服控制系统(9)使得连接同一口模腔外板(12)的两个伺服电机同时运作,实现单个口模腔外板(12)的稳定上下移动,实现两块口模腔外板(12)间距微调,从而调节水凝胶薄膜厚度。

7.根据权利要求1所述的口模,其特征在于,所述芯模夹板(11)和口模腔外板(12)与口模压环(13)内壁通过翻边(121)连接,保证密封性,水凝胶薄膜最厚时口模腔外板(12)外壁的翻边(121)与口模压环(13)相抵;水凝胶薄膜最薄时口模腔外板(12)内壁与芯模(10)微管外壁相抵。

8.一种包括权利要求1-7任一项所述的口模的厚度可调水凝胶微通道薄膜挤出装置,其特征在于,还包括储液槽(1)、蠕动泵(2)、软管(3)、变径装置(4)、注气装置(6)、反应水槽(7)、牵引和收卷装置(8),所述储液槽(1)连接蠕动泵(2),所述蠕动泵(2)连接软管(3),所述软管(3)连接变径装置(4),所述变径装置(4)连接口模(5),所述口模(5)连接反应水槽(7),所述反应水槽(7)连接牵引和收卷装置(8),所述伺服控制系统(9)和注气装置(6)连接口模(5)。

9.根据权利要求9所述的挤出装置,其特征在于,所述变径装置(4)外表面为圆柱过渡到圆台,与口模(5)相连侧的孔截面为矩形,圆柱与圆台交界截面处逐渐变为圆形,后孔径逐渐缩小,圆台处接口与软管(3)相连。

10.一种厚度可调水凝胶微通道薄膜挤出方法,包括如权利要求9所述的挤出装置,其特征在于,所述方法包括如下步骤:

...

【技术特征摘要】

1.一种用于制备厚度可调水凝胶微通道薄膜的挤出装置的口模,包括芯模(10)、芯模夹板(11)、口模腔外板(12)、口模压环(13)和调节螺钉(14),其特征在于,两块芯模夹板(11)相对地固定在所述口模压环(13)上,所述芯模(10)设置在芯模夹板(11)之间,两端伸出芯模夹板(11),所述口模压环(13)与变径装置(4)固定连接,所述口模腔外板(12)包括上下两块,固定在两块芯模夹板(11)之间,通过调节螺钉(14)可调节连接。

2.根据权利要求1所述的口模,其特征在于,两块所述口模腔外板(12)之间具有间隙,用于通过水凝胶薄膜,所述间隙大小通过调节螺钉(14)调节。

3.根据权利要求1所述的口模,其特征在于,所述芯模(10)为一体式,两端通过芯模夹板(11)中间的圆孔实现支撑和密封,所述芯模(10两端连接注气装置(6)在产品中形成微通道。

4.根据权利要求1所述的口模,其特征在于,所述芯模(10)、芯模夹板(11)、口模腔外板(12)、口模压环(13)的材料为塑料、玻璃或石料。

5.根据权利要求1所述的口模,其特征在于,所述芯模夹板(11)内侧与口模腔外板(12)连接处具有芯模夹板半孔(1101),所述芯模夹板半孔(1101)内无螺纹,所述口模腔外板(12)外侧与芯模夹板(11连接处具有口模腔外板半孔(1201),所述口模腔外板半孔(1201)内具有螺纹,多个调节螺钉(14)分布在芯模夹板(11)与口模腔外板(12)的上端和下端连接处,所述调节螺钉(14)攻入部固定在芯模夹板(11)的芯模夹板半孔(1101)内,牙部与口模腔外板半孔(1201)的螺纹配合,所述调节螺钉(14)与伺服控制系统(9)连接,由伺服控制系统(9)控制调节。

6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:穆宗璟许忠斌刘君峰丁佩惠王婧朱科陆国栋
申请(专利权)人:余姚市机器人研究中心
类型:发明
国别省市:

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