[发明专利]一种环状旋转刷式静电纺丝装置及其使用方法

权利要求书

1.一种环状旋转刷式静电纺丝装置，包括供液系统、刷式喷丝系统及纳米纤维收集系统，其特征在于：所述刷式喷丝系统包括刷头(18)、刷轴(19)、圆柱座(11)和金属环状喷头(12)，所述刷头(18)安装在刷轴(19)末端，所述圆柱座(11)安装在刷轴(19)上，且圆柱座(11)可绕着刷轴(19)转动，所述圆柱座(11)上端、与刷头(18)对应位置处设有金属环状喷头(12)，所述圆柱座(11)下端、刷轴(19)上设有轴承(10)，所述轴承(10)通过皮带(7)与电机(1)连接，且通过电机(1)驱动刷头(18)沿金属环状喷头(12)相对转动，所述供液系统是包括气瓶(3)、纺丝液贮液瓶(5)和导液管(20)，所述导液管(20)设置在刷轴(19)内部、上端与刷头(18)连接、下端伸进纺丝液贮液瓶(5)底部，所述纺丝液贮液瓶(5)与气瓶(3)通过气管连接，所述纺丝液贮液瓶(5)用于放置高聚物溶液，所述气瓶(3)、纺丝液贮液瓶(5)和导液管(20)形成连通器结构，所述纳米纤维收集系统包括电机a(13)、金属滚筒(14)和高压发生器(8)，所述金属滚筒(14)与电机a(13)连接，且电机a(13)可驱动金属滚筒(14)旋转，所述金属滚筒(14)与地线(15)连接，所述高压发生器(8)正极通过线圈(9)与轴承(10)连接。

2.根据权利要求1所述的一种环状旋转刷式静电纺丝装置，其特征在于：所述刷头(18)为楔形块状、中间设有与金属环状喷头(12)可靠接触的液缝。

3.根据权利要求1所述的一种环状旋转刷式静电纺丝装置，其特征在于：所述刷轴(19)为三段中空的圆柱管、直径为20mm-50mm、长度为250mm-400mm、壁厚3mm-5mm。

4.根据权利要求1所述的一种环状旋转刷式静电纺丝装置，其特征在于：所述圆柱座(11)直径为50mm-200mm，所述圆柱座(11)为轴向中空结构，且轴向中空部分直径为20mm-50mm、高度为150mm-300mm。

5.根据权利要求1所述的一种环状旋转刷式静电纺丝装置，其特征在于：所述金属环状喷头(12)为漏斗状结构、固定在圆柱座(11)顶部部分为圆环状结构、材质为金属铜材料、直径为50mm-200mm、与圆柱座连接部分壁厚均匀为1.2mm-2mm、高度为50mm-200mm，所述金属环状喷头(12)高出圆柱座(11)上平面后的金属环部分壁的纵截面为三角形、壁厚为从1.2mm-2mm收窄到三角形上顶点0、且向外有0°-80°的倾角、高度为10mm-20mm。

6.根据权利要求1所述的一种环状旋转刷式静电纺丝装置，其特征在于：所述纺丝液贮液瓶(5)与气瓶(3)连接的气管中间设有减压阀(2)，所述纺丝液贮液瓶(5)上端、导液管(20)上设有中间开关(6)。

7.根据权利要求1所述的一种环状旋转刷式静电纺丝装置，其特征在于：所述纺丝液贮液瓶(5)内部设有一竖直板，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)上端与气管连接形成连通器结构。

8.根据权利要求1所述的一种环状旋转刷式静电纺丝装置，其特征在于：所述纺丝液贮液瓶(5)、刷轴(19)、刷头(18)、圆柱座(11)和导液管(20)材质均为聚四氟乙烯材料。

9.根据权利要求1所述的一种环状旋转刷式静电纺丝装置，其特征在于：所述金属环状喷头(12)与圆柱座(11)部分接导电铜棒、距离圆柱座下表面50mm-100mm处通过轴承与高压发生器(8)的正极相连，且高压发生器(8)的电压调节范围为0kV-100kV。

10.一种根据权利要求1所述一种环状旋转刷式静电纺丝装置使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

(a)在纺丝液贮液瓶(5)中加入高聚物溶液，用导液管(20)连接好纺丝液贮液瓶(5)与刷头(18)；

(b)打开导液管(20)中间开关(6),打开气瓶(3)的总阀，调节减压阀(2)推动活塞(4)，使得高聚物溶液经过导液管(20)缓慢流入刷头(18)内，使得高聚物溶液刚好充满刷头(18)；

(c)将金属滚筒(14)与地线(15)连接，打开连接金属滚筒(14)的电机a(13),保证金属滚筒(14)正常旋转；

(d)圆柱座(11)通过皮带与电机(1)相连，打开电机(1)带动圆柱座(11)转动；

(e)将高压发生器(8)的正极与轴承(10)连接，打开高压发生器(8),缓慢增加电压，当电压超过一定数值后，在金属环状喷头(12)就会出现多股射流(16),射流(16)在飞向金属滚筒(14)的过程中，射流(16)被拉伸溶剂挥发，高聚物固化，形成纳米纤维(17)沉积在金属滚筒(14)上。