[发明专利]自支撑三维结构亚微米纤维串珠复合膜的制备装置与方法

权利要求书

1.一种自支撑三维结构亚微米纤维串珠复合膜的制备方法，其特征在于，采用自支撑三维结构亚微米纤维串珠复合膜的制备装置，包括以下步骤：

步骤1)：打开接收装置；

步骤2)：打开供液系统，调节纺丝液A(25)、纺丝液B(2)的温度，分别通过蠕动泵A(23)、蠕动泵B(24)向待纺液槽A(19)、待纺液槽B(5)中注入纺丝液A(25)、纺丝液B(2)；

步骤3)：打开电机一(11)，设置球形喷头(18)的转动程序，电机一(11)经传动轴(10)驱动球形喷头(18)在顺时针、逆时针方向上交替往复旋转，使球形喷头(18)的表面覆盖纺丝液A(25)、纺丝液B(2)两种纺丝液的液膜；步骤4)：打开高压发生器(6)，缓慢增加电压至所需纺丝电压，使相应液膜处分别产生射流A(17)、射流B(12)，两种射流在高压静电场作用下飞向接收装置，溶剂挥发，两种射流拉伸固化沉积在接收装置上分别形成纳米纤维和串珠，堆砌得到自支撑三维结构的亚微米纤维/串珠复合膜(15)；

所述自支撑三维结构亚微米纤维串珠复合膜的制备装置包括供液系统、复合纺丝装置及接收装置；所述复合纺丝装置包括球形喷头(18)，球形喷头(18)的下部套有U型结构的防混阻隔胶圈(1)，其将球形喷头(18)分为左右两个部分，球形喷头(18)通过传动轴(10)与电机一(11)连接，球形喷头(18)的表面与高压发生器(6)的正极连接；供液系统包括用于支承球形喷头(18)的绝缘座(22)，绝缘座(22)内的左右两侧分别设有待纺液槽A(19)、待纺液槽B(5)，球形喷头(18)的左右两侧分别浸渍于待纺液槽A(19)、待纺液槽B(5)内，待纺液槽A(19)、待纺液槽B(5)分别通过导液管A(20)、导液管B(4)与储液槽A(26)内的纺丝液A(25)、储液槽B(3)内的纺丝液B(2)连通，导液管A(20)上设有蠕动泵A(23)，导液管B上设有蠕动泵B(24)；接收装置设于复合纺丝装置的上方。

2.如权利要求1所述的自支撑三维结构亚微米纤维串珠复合膜的制备方法，其特征在于，所述球形喷头(18)通过高压正极轴承接口(9)与高压发生器(6)连接，球形喷头(18)通过高压导线(8)与高压正极轴承接口(9)连接，高压正极轴承接口(9)套设于传动轴(10)的外侧并固定。

3.如权利要求1所述的自支撑三维结构亚微米纤维串珠复合膜的制备方法，其特征在于，所述绝缘座(22)内对应球形喷头(18)的底部设有废液槽(21)。

4.如权利要求1所述的自支撑三维结构亚微米纤维串珠复合膜的制备方法，其特征在于，所述球形喷头(18)的材质为不锈钢或金属铜；储液槽A(26)、储液槽B(3)、蠕动泵A(23)、蠕动泵B(24)、导液管A(20)、导液管B(4)、绝缘座(22)、传动轴(10)的材质均为聚四氟乙烯；防混阻隔胶圈(1)的材质为耐腐蚀橡胶。

5.如权利要求1所述的自支撑三维结构亚微米纤维串珠复合膜的制备方法，其特征在于，所述传动轴(10)与球形喷头(18)的直径同轴布置，且球形喷头(18)纺丝时依次沿顺时针、逆时针方向交替往复旋转；电机一(11)内设有用于设置球形喷头(18)旋转速度、扭矩及方向的PLC编程模块，球形喷头(18)的旋转范围为0～180°；电机一(11)的转速为0～20r/min。

6.如权利要求1所述的自支撑三维结构亚微米纤维串珠复合膜的制备方法，其特征在于，所述蠕动泵A(23)、蠕动泵B(24)的供液速度为0～10mL/min。

7.如权利要求1所述的自支撑三维结构亚微米纤维串珠复合膜的制备方法，其特征在于，所述供液系统还包括用于控制纺丝液温度的控温装置，温度的控制范围为-5～60℃。

8.如权利要求1所述的自支撑三维结构亚微米纤维串珠复合膜的制备方法，其特征在于，所述高压发生器(6)的电压调节范围为0～120kV。