[发明专利]一种宏量制备纳米纤维的静电纺丝装置及方法

权利要求书

1.一种宏量制备纳米纤维的静电纺丝装置，其特征在于：由高压静电发生装置、一个以上的射流发生装置和纤维收集装置组成，纤维收集装置位于射流发生装置上方；高压静电发生装置包括正负两台高压静电发生器，正高压静电发生器(11)与射流发生装置的纺丝轴(22)相连，负高压静电发生器(12)与纤维收集装置的支撑板(32)相连；射流发生装置包括半圆柱形的储液槽(21)、安装在储液槽中的可旋转的纺丝轴(22)、与储液槽连接的供液模块和带动纺丝轴旋转的动力模块，其中纺丝轴(22)为圆柱状，轴身(222)上排列有以轴心向外放射状分布的锥体(223)；纤维收集装置包括伸缩架(31)、支撑板(32)、卷取装置(34)和基布(33)，安装在装置上方的伸缩架(31)带动支撑板(32)和基布(33)上下移动以调节与射流发生装置的相对距离。

2.根据权利要求1所述的静电纺丝装置，其特征在于：所述正高压静电发生器(11)产生高压静电的范围为0～80KV，负高压静电发生器(12)产生高压静电的范围为0～-50KV。

3.根据权利要求1所述的静电纺丝装置，其特征在于：所述纺丝轴(22)距储液槽(21)内液体表面的垂直高度不低于3mm，下半部分的锥体(223)浸入储液槽(21)的溶液中；转动速度由动力模块调节，范围为1-100r/min。

4.根据权利要求1所述的静电纺丝装置，其特征在于：所述锥体(223)为三角锥或四角锥或圆锥，高度范围为2.5-5mm，锥体顶端之间的间距范围为2-10mm。

5.根据权利要求1所述的静电纺丝装置，其特征在于：所述供液装置为大针筒，储存的纺丝液为聚合物溶液或多元共混溶液或熔体。

6.根据权利要求1所述的静电纺丝装置，其特征在于：所述支撑板(32)安装在伸缩架(31)上，为带孔洞的金属板，通过调节伸缩架(31)能在5-50cm范围内改变支撑板(32)和基布(33)与纺丝轴的垂直距离；基布为非织造布或锡箔或织物，两端固定在卷取装置(34)上，中间经过支撑板(32)下端，由卷取装置(34)带动进行水平卷动，卷取装置(34)的卷绕速度范围为1-80r/min。

7.一种宏量制备纳米纤维的方法，其特征在于：使用权利要求1至6之一所述的静电纺丝装置进行纳米纤维的制备。

8.根据权利要求7所述的宏量制备纳米纤维的方法，其特征在于：所述方法采用下列步骤：

步骤S1、将基布固定在卷取装置上，通过调节伸缩架使支撑板及支撑板之下的基布与纺丝轴的垂直距离发生变化；

步骤S2、开启供液装置将纺丝液注入储液槽；

步骤S3、打开高压静电发生装置产生高压电场，打开射流发生装置的动力模块，使得纺丝轴旋转，在高压电场内产生射流；

步骤S4、打开卷取装置使基布进行水平移动，此时射流喷射在基布上形成交叉的纤维网结构，最终得到纳米纤维无纺布。