[发明专利]三维高分子纳米纤维膜及其制备方法

权利要求书

1.一种三维高分子纳米纤维膜，其特征在于，一维高分子纳米纤维正交层叠为准整齐排列的栅格形状而气孔的分布及大小得到控制，

上述三维高分子纳米纤维膜由电纺丝方式的图案形成装置制备而成，上述电纺丝方式的图案形成装置包括：高电压发生器、可旋转的导电性集电体、与定量泵相连接的高分子溶液喷嘴以及双重绝缘块，

上述电纺丝方式的图案形成装置通过多喷嘴系统来实现，

上述双重绝缘块包含聚苯乙烯泡沫塑料材料、特氟龙材料、木质材料、塑料材料、玻璃材料、石英材料、硅氧化物材料及金属材料中的任一种或两种以上的混合物，上述双重绝缘块的相对电容率为50以下，

上述双重绝缘块使得电场发生变形，由此使以电纺丝的方式排出的纳米纤维向一个方向整齐排列，

上述双重绝缘块的横向长度和纵向长度在3～8cm的范围，上述双重绝缘块的高度在2～5cm的范围，包括在上述双重绝缘块的两个绝缘块之间的距离在1～6cm的范围，

上述双重绝缘块的上部面和上述喷嘴的喷嘴前端之间的距离在2～5cm的范围，上述双重绝缘块的下部面和上述导电性集电体之间的距离在2～5cm的范围，

上述三维高分子纳米纤维膜的面积在1cm²～1m²的范围，

上述高电压发生器施加1～30kV的电压，

上述定量泵以在5μl/分钟～200μl/分钟的范围的溶液的排出速度排出高分子溶液，

在上述电纺丝方式的图案形成装置中，通过能够移动及旋转90°的上述导电性集电体的移动及旋转使纳米纤维正交层叠为栅格形状，从而形成气孔分布及气孔大小得到控制的纳米纤维膜。

2.根据权利要求1所述的三维高分子纳米纤维膜，其特征在于，上述一维高分子纳米纤维的直径在50nm～5μm的范围。

3.根据权利要求1所述的三维高分子纳米纤维膜，其特征在于，上述一维高分子纳米纤维的层叠厚度在5～200μm的范围。

4.根据权利要求1所述的三维高分子纳米纤维膜，其特征在于，上述一维高分子纳米纤维相互正交或相互平行，或至少80％以上的这些一维高分子纳米纤维与相邻的一维高分子纳米纤维呈现10°以下的角度差异。

5.根据权利要求1所述的三维高分子纳米纤维膜，其特征在于，构成上述一维高分子纳米纤维的高分子包含聚氨酯、聚氨酯共聚物、纤维素、醋酸丁酸酯、纤维素衍生物、苯乙烯-丙烯腈、聚丙烯腈、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚糠醇、聚苯乙烯、聚苯乙烯共聚物、聚苯胺、聚氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯或聚乙烯、聚酰亚胺中的任一种或两种以上的混合物。

6.根据权利要求1所述的三维高分子纳米纤维膜，其特征在于，上述气孔的平均直径在10nm～10μm的范围。

7.根据权利要求1所述的三维高分子纳米纤维膜，其特征在于，上述三维高分子纳米纤维膜的气孔率在50～90％的范围。

8.一种过滤及分离用膜，其包含权利要求1至7中任一项所述的三维高分子纳米纤维膜，并形成空气过滤器、分离膜、水处理过滤器及细胞培养膜中的至少一种。

9.一种电纺丝方式的图案形成装置，包括：

定量泵，定量地投入由高分子及溶剂混合而成的溶液；

喷嘴，与上述定量泵相连接；

导电性集电体，收容经由上述喷嘴排出的纳米纤维，并能够移动及旋转；

高电压发生器，在上述喷嘴与上述导电性集电体之间施加电压；以及

双重绝缘块，位于上述喷嘴与上述导电性集电体之间，为了使所露出的纳米纤维向一个方向整齐排列而对电场进行变形，

上述双重绝缘块包含聚苯乙烯泡沫塑料材料、特氟龙材料、木质材料、塑料材料、玻璃材料、石英材料、硅氧化物材料及金属材料中的任一种或两种以上的混合物，上述双重绝缘块的相对电容率为50以下，

上述电纺丝方式的图案形成装置通过多喷嘴系统来实现，

上述双重绝缘块的横向长度和纵向长度在3～8cm的范围，上述双重绝缘块的高度在2～5cm的范围，包括在上述双重绝缘块的两个绝缘块之间的距离在1～6cm的范围，

上述双重绝缘块的上部面和上述喷嘴的喷嘴前端之间的距离在2～5cm的范围，上述双重绝缘块的下部面和上述导电性集电体之间的距离在2～5cm的范围，

上述高电压发生器施加1～30kV的电压，

上述定量泵以在5μl/分钟～200μl/分钟的范围的溶液的排出速度排出高分子溶液，

通过能够移动及旋转90°的上述导电性集电体的移动及旋转，来调节通过上述喷嘴排出的纳米纤维之间的间隔和角度，使上述纳米纤维正交层叠为准整齐排列的栅格形状，而形成气孔分布及气孔大小得到控制的三维高分子纳米纤维膜，

上述三维高分子纳米纤维膜的面积在1cm²～1m²的范围。