[发明专利]一种静电纺丝教学演示装置

权利要求书

1.一种静电纺丝教学演示装置，其特征在于装置主体结构包括拆除放电杆的静电感应起电机、注射器金属支架、装有纺丝溶液的注射器、导线、中空不锈钢针头、带电射流或纺丝纤维、金属网收集极和收集极金属支架；拆除放电杆的静电感应起电机为静电纺丝提供高压静电，注射器金属支架的一端与拆除放电杆的静电感应起电机中一个莱顿瓶顶部金属棒焊接在一起，另一端用来固定注射器，中空不锈钢针头安装于注射器的针管上，导线的一端与注射器金属支架连接，另一端与中空不锈钢针头连接，使存储在拆除放电杆的静电感应起电机的莱顿瓶中的电荷经过注射器金属支架和导线传递给中空不锈钢针头，收集极金属支架的一端与拆除放电杆的静电感应起电机中另一个莱顿瓶顶部金属棒焊接在一起，另一端与金属网收集极焊接在一起，使存储在拆除放电杆的静电感应起电机中另一个莱顿瓶中的电荷经过收集极金属支架传递给金属网收集极，金属网收集极垂直于实验台，注射器的针管垂直指向金属网收集极。

2.根据权利要求1所述的静电纺丝教学演示装置，其特征在于注射器金属支架的长度为16厘米；注射器的容量为5毫升；收集极金属支架的长度为14厘米；金属网收集极的长度为10厘米、宽度为5厘米；中空不锈钢针头与金属网收集极之间相距13厘米；纺丝溶液置于注射器针管中，手摇拆除放电杆的静电感应起电机使圆盘转速为100转/分，产生的高压静电使中空不锈钢针头与金属网收集极之间产生高压静电场，轻推注射器针管后，纺丝溶液从中空不锈钢针头喷射出来。

3.根据权利要求1所述的静电纺丝教学演示装置，其特征在于所述演示装置的演示方法包括配备纺丝溶液、设定演示条件、演示三个步骤：

（1）配备纺丝溶液：先称量1.8克聚苯乙烯颗粒即PS其分子量约为27500，置于锥形瓶中，再向锥形瓶中加入8.2克[N,N-二甲基甲酰胺]，用磁力搅拌器搅拌2小时，在室温静置0.5小时，即获得均匀透明的PS静电纺丝前驱体溶液；

（2）设定演示条件：在将教学演示装置组装完毕后，调整中空不锈钢针头的针尖与金属网收集极之间的距离为13厘米，环境温度为16℃，环境湿度为35%RH；

（3）演示：取2毫升步骤（1）中配置好的PS静电纺丝前躯体溶液注入注射器针管内，手摇拆除放电杆的静电感应起电机，使圆盘转速为100转/分，中空不锈钢针头与金属网收集极之间产生高压静电场，轻推注射器针管，纺丝溶液在中空不锈钢针头尖端形成带电射流，带电射流在空气中经过劈裂、拉伸细化和溶剂挥发过程后沉积在金属网收集极上，形成类似于棉花状的三维堆垛结构PS微纳米纤维。