[发明专利]一种定向连续纳米纤维束的收集装置及制备方法

权利要求书

1.一种定向连续纳米纤维束的收集装置，其特征在于，包括有桶状的绝缘容器（1）及支撑杆（6），所述绝缘容器（1）内壁设有外圆环组件（3），绝缘容器（1）底部中央处设有凸台，所述凸台开有通孔，所述支撑杆（6）底端竖直穿过凸台的通孔，通孔内设有耐磨防水胶圈（8），耐磨防水胶圈（8）在通孔与支撑杆（6）之间，支撑杆（6）位于所述绝缘容器（1）的底面外侧的一端连接有电机（9），支撑杆（6）位于绝缘容器（1）内的一端顶部通过轴承（5）连接有内圆组件（4），绝缘容器（1）内还设置有横杆（7），所述横杆（7）套设于支撑杆（6）上，所述横杆（7）与所述支撑杆（6）垂直，横杆（7）两端对称设置有绝缘转轴（2），所述绝缘转轴（2）平行于支撑杆（6），所述绝缘容器（1）内盛有水，所述内圆组件（4）在外圆环组件（3）内侧，且所述内圆组件（4）与外圆环组件（3）、水面在同一水平面上；

所述内圆组件（4）为圆形组合板，包括位于中心处的内圆导电板（4-2），支撑杆（6）顶端连接有内圆导电板（4-2），所述内圆导电板（4-2）两侧对称设置有内圆绝缘板（4-1）；所述外圆环组件（3）为圆环形组合板，包括两个外圆环绝缘板（3-1），两个外圆环绝缘板（3-1）之间设置有两个外圆环导电板（3-2），两个所述外圆环绝缘板（3-1）通过两个所述外圆环导电板（3-2）隔开，内圆导电板（4-2）的宽度e和外圆环导电板（3-2）宽度d相等，两个外圆环导电板（3-2）对称分布在内圆导电板（4-2）两侧，内圆导电板（4-2）和外圆环导电板（3-2）位于同一轴线上，外圆环组件（3）和内圆组件（4）圆心距离R大于内圆组件半径r。

2.一种定向连续纳米纤维束的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1、将陶瓷前驱体、可纺聚合物加入至溶剂配制纺丝液；

步骤2、搭建定向连续纤维束收集装置；

所述定向连续纤维束收集装置包括桶状的绝缘容器（1）及支撑杆（6），所述绝缘容器（1）内壁设有外圆环组件（3），绝缘容器（1）底部中央处设有凸台，所述凸台开有通孔，所述支撑杆（6）底端竖直穿过凸台的通孔，通孔内设有耐磨防水胶圈（8），耐磨防水胶圈（8）在通孔与支撑杆（6）之间，支撑杆（6）位于所述绝缘容器（1）的底面外侧的一端连接有电机（9），支撑杆（6）位于绝缘容器（1）内的一端顶部通过轴承（5）连接有内圆组件（4），绝缘容器（1）内还设置有横杆（7），所述横杆（7）套设于支撑杆（6）上，所述横杆（7）与所述支撑杆（6）垂直，横杆（7）两端对称设置有绝缘转轴（2），所述绝缘转轴（2）平行于支撑杆（6），所述绝缘容器（1）内盛有水，所述内圆组件（4）在外圆环组件（3）内侧，且所述内圆组件（4）与外圆环组件（3）、水面在同一水平面上；

所述位于中心处的内圆组件（4）为圆形组合板，包括内圆导电板（4-2），支撑杆（6）顶端连接有内圆导电板（4-2），所述内圆导电板（4-2）两侧对称设置有内圆绝缘板（4-1），所述外圆环组件（3）为圆环形组合板，包括两个外圆环绝缘板（3-1），两个外圆环绝缘板（3-1）之间设置有两个外圆环导电板（3-2），两个所述外圆环绝缘板（3-1）通过两个所述外圆环导电板（3-2）隔开，内圆导电板（4-2）的宽度e和外圆环导电板（3-2）宽度d相等，两个外圆环导电板（3-2）对称分布在内圆导电板（4-2）两侧，内圆导电板（4-2）和外圆环导电板（3-2）位于同一轴线上，外圆环组件（3）和内圆组件（4）圆心距离R大于内圆组件半径r；

步骤3、应用静电纺丝设备，并设置静电纺丝设备的操作参数进行纤维制备，用步骤2搭建的定向连续纤维束收集装置收集纤维，得到定向连续纤维束。

3.根据权利要求2所述的一种定向连续纳米纤维束的制备方法，其特征在于，所述步骤1中纺丝液按质量百分比由以下物质组成：陶瓷前驱体0%～30%，可纺聚合物为10%～30%，溶剂40%～90%，以上组份总和为100%。

4.根据权利要求3所述的一种定向连续纳米纤维束的制备方法，其特征在于，所述陶瓷前驱体为钛酸异丙酯、钛酸丁酯或正硅酸乙酯；可纺聚合物为聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚己内酯中的任意一种；溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、丙酮、乙酰丙酮、氯仿、四氢呋喃、二甲基亚砜或二甲基乙酰胺的任意一种。