[发明专利]一种聚合物溶液基磁流体自组装无针电纺装置及其电纺纳米纤维的方法

权利要求书

1.一种聚合物溶液基磁流体自组装无针电纺装置，包括凹槽(1)，其特征在于，还包括可控磁场发生模块(2)、高压电场发生模块(3)、用于收集纤维丝的具有导电性的纤维接收模块(4)以及至少一个具有导电性和导磁性的圆锥塔(5)，所述的圆锥塔(5)的表面设有沿圆锥塔(5)螺旋上升的螺纹槽(51)；

所述的圆锥塔(5)设置在凹槽(1)内，所述的纤维接收模块(4)设置在圆锥塔(5)的上方，所述的可控磁场发生模块(2)设置在凹槽(1)下方且用于施加可控磁场于圆锥塔(5)上，所述的高压电场发生模块(3)的一端与纤维接收模块(4)电连接且另一端与圆锥塔(5)电连接；

当高分子聚合物溶液基磁流体加入到凹槽(1)之后，可控磁场发生模块(2)使高分子聚合物溶液基磁流体沿圆锥塔(5)的螺纹槽(51)上升并在螺纹槽(51)的边缘呈尖峰状排列；高压电场发生模块(3)使高分子聚合物溶液基磁流体在电场作用下形成射流，并在纤维接收模块(4)上形成磁性纳米纤维丝。

2.根据权利要求1所述的聚合物溶液基磁流体自组装无针电纺装置，其特征在于，所述的可控磁场发生模块(2)包括铁芯(21)和缠绕在铁芯(21)表面的励磁线圈(22)，所述的励磁线圈(22)电连接稳压直流电源(23)和第一变阻器(24)。

3.根据权利要求2所述的聚合物溶液基磁流体自组装无针电纺装置，其特征在于，所述的高压电场发生模块(3)包括高压直流电源(31)和第二变阻器(32)。

4.根据权利要求1至3任一所述的聚合物溶液基磁流体自组装无针电纺装置，其特征在于，所述的圆锥塔(5)的锥度范围为0.18～0.3；所述的圆锥塔(5)的高度范围为5cm～8cm；螺纹槽(51)的深度范围为0.20cm～0.5cm；螺纹槽(51)的螺距范围为0.5cm～1cm。

5.根据权利要求4所述的聚合物溶液基磁流体自组装无针电纺装置，其特征在于，所述的凹槽(1)的材质为有机玻璃或工程塑料。

6.根据权利要求5所述的聚合物溶液基磁流体自组装无针电纺装置，其特征在于，所述的纤维接收模块(4)为电的良导体；所述的圆锥塔(5)为电和磁的良导体。

7.一种利用权利要求1至6任一所述的无针电纺装置来进行纺丝的电纺纳米纤维的方法，其特征在于，将高分子聚合物溶液基磁流体加入到凹槽(1)中，启动可控磁场发生模块(2)，周期性的增大励磁线圈中的电流值，使高分子聚合物溶液基磁流体沿圆锥塔(5)的螺纹槽(51)上升并在螺纹槽(51)的边缘呈尖峰状排列；然后启动高压电场发生模块(3)，稳定后产生恒定电场强度，使高分子聚合物溶液基磁流体在电场作用下形成射流，并在纤维接收模块(4)上形成磁性纳米纤维丝。

8.根据权利要求7所述的电纺纳米纤维的方法，其特征在于，所述的磁场强度的可调范围为0～0.4T，所述的高压电场发生模块(3)工作电压为20KV～40KV。