[发明专利]一种规模式制备微纳米纤维的静电纺丝装置

权利要求书

1.一种规模式制备微纳米纤维的静电纺丝装置，其特征在于包括供液釜、绝缘导管、供液泵、绝缘驱动滑轮、直流电机、绝缘基座、金属链条、调速器、纺丝收集极、金属棒电刷、高压电源正极、绝缘被动滑轮、高压电源负极、高压电源、微纳米纤维和绝缘杆；箱式结构的供液釜中盛有静电纺丝前驱体溶液，对称安装的两个供液泵与供液釜管道连通，从供液釜中抽取溶液，并分别通过各自的直径为2-4mm的绝缘导管向宽度为1-4mm的金属链条上的不同位置均匀输送纺丝溶液；板式绝缘基座上侧面左端安装有直流电机，板式绝缘基座的前侧边中心处制有调速器，调速器用以控制固定于绝缘基座上的直流电机的转速；板式结构的绝缘基座的长×宽×高分别为500×80×5mm，半径为10-20mm的绝缘驱动滑轮固定在直流电机的轴上并同步连动，绝缘被动滑轮的半径为10-20mm，固定安装在绝缘基板上侧面右端直立的绝缘杆上，绝缘被动滑轮绕绝缘杆自动转动，金属链条环绕在驱动滑轮和被动滑轮之间，两个滑轮的中心之间的距离为400-600mm，直流电机的转动通过两个绝缘滑轮转化成金属链条的传动；直立式固定在绝缘基座右端后侧的金属棒电刷的上端与金属链条滑动接触，金属棒电刷的下端牢固固定在绝缘基座上，并通过高压电源正极与高压电源的输出正极电相连，将来自于高压电源的电荷导入到金属链条上；纺丝收集极与高压电源负极电相连，纺丝收集极的几何尺寸的长×宽×高为600×100×5mm，纺丝收集极与绝缘基座之间悬空式对应平行固定安放，两者的平行间距能够在10-100cm之间调节，以便收集静电纺丝制备的微纳米纤维。

2.根据权利要求1所述的规模式制备微纳米纤维的静电纺丝装置，其特征在于使用环境温度为20-30℃，环境相对湿度为30-60%RH；先选取的纺丝溶液为质量百分比为13%的聚乙烯吡咯烷酮PVP溶液，将分子量为130万的PVP颗粒在磁力搅拌下缓慢加入无水乙醇中，室温下磁力搅拌后静置即得PVP静电纺丝前躯体溶液；再将配制好的PVP/乙醇纺丝溶液加入到供液釜中，调节纺丝收集极与金属链条之间的高度为15厘米，打开调速器开关，直流电机顺时针旋转，并调节转速为150转/分钟，打开高压电源开关，调节其电压为15千伏，高压电源产生的电荷经过金属棒电刷传到金属链条上，并与纺丝收集极之间产生高压电场；分别打开两个供液泵，使供液釜中的纺丝前驱体溶液经各自绝缘导管被抽送到金属链条上；导管口与金属链条之间有很小的间隙，纺丝溶液自绝缘导管出来后，由于金属链条的传动，会粘在金属链条上，金属链条与纺丝收集极之间有高压静电场，粘附在金属链条上的溶液产生泰勒锥并形成射流，射流在空气中经过劈裂、拉伸、固化，最后沉积在纺丝收集极上；纺丝结束后，先关闭供液泵电源，待金属链条上的残留溶液电纺完毕并不再有射流产生时，关闭高压电源的电源；最后调节调速器，将直流电机关闭，纺丝过程结束，制得微纳米纤维。