[发明专利]一种螺旋沟槽形静电纺丝装置及其使用方法

权利要求书

1.一种螺旋沟槽形静电纺丝装置，包括供液系统、螺旋沟槽喷丝系统和纳米纤维收集系统，其特征在于：所述供液系统包括气瓶(3)、纺丝液贮液瓶(7)、油浴槽(9)和导液管(10)，所述纺丝液贮液瓶(7)设置在油浴槽(9)内，所述导液管(10)穿过旋转轴(18)、一端设置在纺丝液贮液瓶(7)底部、另一端设置在螺旋沟槽喷头(12)顶部，所述纺丝液贮液瓶(7)与导液管(10)到螺旋沟槽喷头(12)顶部形成连通器结构，所述纺丝液贮液瓶(7)通过气管(21)与气瓶(3)连接，所述气管(21)上、靠近气瓶(3)处依次设有总阀(2)和减压阀(1)，所述螺旋沟槽喷丝系统包括电机(20)、传动皮带(19)、旋转轴(18)、螺旋沟槽喷头(12)和圆柱座(22)，所述圆柱座(22)设置在纺丝液贮液瓶(7)上，所述旋转轴(1 8)下端设置在圆柱座(22)上、上端设有螺旋沟槽喷头(12)，所述旋转轴(18)通过皮带(19)与电机(20)连接，通过电机(20)带动旋转轴(18)旋转，所述螺旋沟槽喷头(12)通过金属导线与高压发生器(11)连接，所述纳米纤维收集装置包括电机(13)和金属滚筒(14)，所述金属滚筒(14)设置在螺旋沟槽喷头(12)上端、与螺旋沟槽喷头(12)对应，所述金属滚筒(14)侧面与地线(16)连接，所述金属滚筒(14)与电机(13)连接，用于驱动金属滚筒(14)转动。

2.根据权利要求1所述的一种螺旋沟槽形静电纺丝装置，其特征在于：所述纺丝液贮液瓶(7)、导液管(10)、圆柱座(22)、油浴槽(9)材质均为聚四氟乙烯材料。

3.根据权利要求1所述的一种螺旋沟槽形静电纺丝装置，其特征在于：所述油浴槽(9)内装有硅油(5)。

4.根据权利要求1所述的一种螺旋沟槽形静电纺丝装置，其特征在于：所述纺丝液贮液瓶(7)内部设有竖直板，所述竖直板与纺丝液贮液瓶侧壁之间设有活塞(4)，所述活塞(4)上端与气管(21)连接。

5.根据权利要求1所述的一种螺旋沟槽形静电纺丝装置，其特征在于：所述导液管(10)直径为2mm-10mm、长度为500mm-1200mm，所述导液管(10)中间设有开关(8)，用于控制高聚物溶液由纺丝液贮液瓶向刷液槽自由流动。

6.根据权利要求1所述的一种螺旋沟槽形静电纺丝装置，其特征在于：所述圆柱座(22)轴向中空、直径为50mm-300mm，且轴向中空部分直径为20mm-50mm、高度为150mm-300mm。

7.根据权利要求1所述的一种螺旋沟槽形静电纺丝装置，其特征在于：所述螺旋沟槽喷头(12)为圆台形、从顶部至底部螺旋包覆有纵截面为三角形的螺旋窄边，所述圆台高度为20mm-80mm，所述螺旋螺距为5mm-20mm、圈数为4-16圈。

8.根据权利要求1所述的一种螺旋沟槽形静电纺丝装置，其特征在于：所述螺旋沟槽喷头(12)通过金属导线与高压发生器(11)正极相连，且高压发生器(11)的电压调节范围为0-120kv。

9.根据权利要求1所述的一种螺旋沟槽形静电纺丝装置，其特征在于：所述金属滚筒(14)材质为铁质材料、直径为300mm-600mm、长度为400mm-900mm，且金属滚筒(14)由电机(13)带动旋转，旋转速度为30r/min-200r/min，所述金属滚筒(14)沿长度方向的中心轴与螺旋沟槽喷头(12)的距离为200mm-500mm。

10.一种根据权利要求1所述的一种螺旋沟槽形静电纺丝装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

(a)用导液管(10)从纺丝液贮液瓶(7)底部连接螺旋沟槽喷头(12)，关闭导液管中间开关(8)，然后在纺丝液贮液瓶(7)中装入适量的高聚物溶液(6)；

(b)打开导液管中间开关(8)，打开总阀(2)，微调气压阀使得高聚物溶液(6)经过导液管(10)缓慢注入螺旋沟槽喷头(12)内；

(c)调节减压阀(1)控制气体流速，使得高聚物溶液(6)在纺丝过程中保持以一定量充满螺旋沟槽喷头(12)的沟槽内；

(d)打开连接金属滚筒(14)的电机(13)的开关，保证金属滚筒(14)以一定速度旋转；

(e)打开连接螺旋沟槽喷头的旋转轴的电机(20)，保证螺旋沟槽喷头(12)以一定转速旋转；

(f)将高压发生器(11)的正极与螺旋沟槽喷头(12)连接，打开高压发生器(11)电源，缓慢增加电压，当电压到达一定数值后，在螺旋沟槽喷头(12)边缘上出现多根射流(17)，射流(17)在飞向金属滚筒(14)的过程中，溶剂挥发，高聚物被拉伸固化，形成纳米纤维(15)沉积收集在金属滚筒(14)上。