[发明专利]一种静电纺丝分立辊式纳米纤维膜连续接收方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种静电纺丝接收方法和装置，具体是一种静电纺丝分立辊式纳米纤维膜连续接收方法及其装置，属于静电纺丝技术领域。

背景技术

静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝。在电场作用下，针头处的液滴会由球形变为圆锥形(即“泰勒锥”)，并从圆锥尖端延展得到纤维细丝。这种方式可以生产出纳米级直径的聚合物细丝。

现有静电纺丝技术制备纤维膜的接收方法一般是将电纺丝沉积在金属平板或圆柱表面，经过积累达到一定厚度后再将其揭下来。这种方法在实际操作过程中存在严重的问题，如易导致纤维膜拉伸变形，卷曲，难以操作。尤其是当纤维膜很薄时，难以将其从表面剥离，强行撕下易导致废品。作为改进措施，一般在接收板表面的覆着如无纺布、织物、薄膜或玻纤布薄等软性衬底，并将纤维膜与衬底一起作为产品。但在实际使用过程中，存在如下问题：

一方面，由于静电电荷的积累，这些衬底会紧紧粘附在接收板上，增大了衬底与接收板之间的摩擦力，在连续生产过程中，施加在衬底的移动拉力会使接收衬底变形或撕裂进而导致表面的纳米纤维膜损伤或破裂；

另一方面，由于软性衬底的在重力作用下会自然弯垂造成与接收板分离，导致接触不良，影响了纤维膜的均匀性。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种静电纺丝分立辊式纳米纤维膜连续接收方法及其装置，该方法可以克服传统制备方法中衬底受到拉力太大导致的变形和撕裂，还可以使接收衬底与分立辊保持良好的电接触，保证膜的连续性和均匀性。该装置结构简单，能够实现静电纺丝纳米纤维膜的连续接收，确保纤维膜的完整性，避免膜发生损伤或破裂。

为了实现上述目的，本发明采用的一种静电纺丝分立辊式纳米纤维膜连续接收方法，该方法采用支架、若干个装在支架上具有导电性的分立辊以及布置在支架下方与分立辊接触的衬底实现膜的接收，衬底为柔性衬底，具体步骤如下：

步骤一：将分立辊沿着辊轴排布线排布在支架上，相邻两个分立辊之间的空隙可根据需要进行调节，调节范围为0-20cm；

步骤二：将柔性衬底布置在支架下方，并使其与各个分立辊的底部接触；

步骤三：调整静电纺丝喷丝部位及其边界，使所述喷丝部位在各个分立辊的正下方，并且保证所述喷丝部位的边界不超过分立辊的边界；

步骤四：通过各分立辊与衬底接触面接收大部分的纳米纤维形成分立条状膜结构，再通过分立辊与衬底的连续运动将分立膜变成连续膜。

本方法克服了传统制备方法中衬底受到拉力太大导致的变形和撕裂，还可确保接收衬底与分立辊保持良好的电接触，保证了膜的连续性和均匀性。

优选的，相邻两个分立辊之间间隙的调节范围为0-5cm；所述分立辊的方阻小于10⁴MΩ，为金属辊或碳质辊或其他材质辊；所述分立辊的转动速度由柔性衬底的移动速度决定，柔性衬底的移动速度范围在0-3m/s之间；所述辊轴排布线为直线、一段弧线或曲线。

一种静电纺丝分立辊式纳米纤维膜连续接收装置，包括支架、若干个并排布置在支架上的分立辊以及布置在支架下方与分立辊接触的衬底，衬底为柔性衬底；分立辊沿着辊轴排布线排布，相邻分立辊之间的空隙可根据需要进行调节，调节范围为0-20cm；分立辊具有导电性，方阻小于10⁴MΩ；静电纺丝的喷丝部位正对各个分立辊，通过各分立辊与衬底接触面接收大部分的纳米纤维形成分立条状膜结构，再通过分立辊与衬底的连续运动将分立膜变成连续膜。本装置结构简单，实现了静电纺丝纳米纤维膜的连续接收，确保了纤维膜的完整性，防止膜发生损伤或破裂。

优选的，所述分立辊为金属辊或碳质辊。

优选的，所述分立辊的转动速度由柔性衬底的移动速度决定，柔性衬底的移动速度范围在0-3m/s之间。

优选的，所述辊轴排布线为直线、一段弧线或曲线，能根据需要进行调整。

与传统静电纺丝接收方法相比，本发明采用支架、若干个装在支架上具有导电性的分立辊以及布置在支架下方与分立辊接触的衬底实现膜的接收，通过各分立辊与衬底接触面接收大部分的纳米纤维形成分立条状膜结构，再通过分立辊与衬底的连续运动将分立膜变成连续膜，克服了传统制备方法中衬底受到的拉力太大导致的变形和撕裂。同时，通过调节各个分立辊的排布，可以使接收衬底与分立辊保持良好的电接触，保证膜的连续性和均匀性；最终克服了传统静电纺丝接收板在纤维膜接收过程存在的缺陷。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的俯视图。