[发明专利]静电纺丝制备聚丙烯腈预氧化纳米纤维纱线的方法及装置

权利要求书

1.一种静电纺丝装置，其特征在于，该装置包括：第一喷丝头（1）、第二喷丝头（2）、金属圆形靶（3）、绝缘杆（4）、第一电机（5）、第二电机（8），空心金属杆（6）、纱筒（7）、高压静电发生器正极（9）、高压静电发生器负极（10），所述的第一喷丝头（1）和第二喷丝头（2）分别连接高压静电发生器正极（9）以及高压静电发生器负极（10）；所述的纱筒（7）与第二电机（8）相连；所述的金属圆形靶（3）与一端连接有第一电机（5）的绝缘杆（4）相连；所述的空心金属杆（6）固定且带有尖端，除尖端外，其余部分喷有绝缘漆。

2.根据权利要求1所述的一种静电纺丝装置，其特征在于：所述的第一喷丝头（1）与第二喷丝头（2）之间的距离为3～30cm。

3.根据权利要求1所述的一种静电纺丝装置，其特征在于：所述的金属圆形靶（3）与空心金属杆（6）之间的距离为3～30cm。

4.一种静电纺丝制备聚丙烯腈预氧化纳米纤维纱线的方法，包括：

（1）将聚丙烯腈溶解在有机溶剂中，搅拌至完全溶解，静置脱泡，得到纺丝溶液；

（2）采用如权利要求1、2或3所述的装置进行静电纺丝，将步骤（1）得到的纺丝溶液输送到各喷丝头中，开始静电纺丝，从两个喷丝头中喷出的射流形成取向的纳米纤维束，然后经加捻、卷绕成形，获得聚丙烯腈纳米纤维纱线；

（3）将步骤（2）得到的聚丙烯腈纳米纤维纱线在150-300℃的含氧气体中进行预氧化热定型，得到聚丙烯腈预氧化纳米纤维纱线。

5.根据权利要求4所述的一种静电纺丝制备聚丙烯腈预氧化纳米纤维纱线的方法，其特征在于：步骤（1）中所述的有机溶剂为二甲基甲酰胺。

6.根据权利要求4所述的一种静电纺丝制备聚丙烯腈预氧化纳米纤维纱线的方法，其特征在于：步骤（1）中所述的纺丝溶液的质量浓度为5～30%。

7.根据权利要求4所述的一种静电纺丝制备聚丙烯腈预氧化纳米纤维纱线的方法，其特征在于：步骤（2）中所述的静电纺丝中，正电压为3～50kV，负电压为-3～-50kV，金属圆形靶的转速为1～10000rpm，纱筒的转速为1～1000rpm。

8.根据权利要求4所述的一种静电纺丝制备聚丙烯腈预氧化纳米纤维纱线的方法，其特征在于：步骤（3）中所述的含氧气体为氧气或空气。