[发明专利]连续取向纳米纤维纱线静电纺丝装置及其使用方法

权利要求书

1.一种连续取向纳米纤维纱线静电纺丝装置，包括供液装置(1)、高压发生装置(2)、纺丝喷头(3)和纤维收集机构，所述供液装置(1)和高压发生装置(2)分别与纺丝喷头(3)连接，其特征在于：所述纺丝喷头(3)包括内锥角式喷头(4)和电场屏蔽盘(5)，所述内锥角式喷头(4)的顶部形成锥槽(4-1)，所述锥槽(4-1)的外廓自下而上向内倾斜，所述内锥角式喷头(4)沿轴心设有与锥槽(4-1)连通的通孔(4-2)，所述电场屏蔽盘(5)底部设有带内部空腔的安装柱(5-1)，所述安装柱(5-1)沿周向开有与内部空腔连通的供液孔(5-2)，所述电场屏蔽盘(5)通过安装柱(5-1)装套于通孔(4-2)中设置在内锥角式喷头(4)顶部的锥槽(4-1)中，所述安装柱(5-1)与通孔(4-2)侧壁形成间隙，所述纤维收集机构包括设置于纺丝喷头(3)正上方且可驱动旋转的纤维收集加捻装置(6)，所述纤维收集加捻装置(6)包括上部的空心柱(6-1)和下部纤维收集爪(6-2)，所述纤维收集爪(6-2)底部向内收拢形成纺纱三角锥(7)的形成口。

2.根据权利要求1所述的一种连续取向纳米纤维纱线静电纺丝装置，其特征在于：所述纺丝喷头(3)设置于上端敞口的溶液回收装置(8)内部，所述溶液回收装置(8)设有导电极柱，所述导电极柱插入到电场屏蔽盘(5)的安装柱(5-1)内部空腔中，所述导电极柱与高压发生装置(2)连接。

3.根据权利要求1所述的一种连续取向纳米纤维纱线静电纺丝装置，其特征在于：所述供液装置(1)的供液管与电场屏蔽盘(5)的安装柱(5-1)内部空腔连通。

4.根据权利要求1所述的一种连续取向纳米纤维纱线静电纺丝装置，其特征在于：所述电场屏蔽盘(5)与锥槽(4-1)的结构相匹配且电场屏蔽盘(5)顶端高出于锥槽(4-1)。

5.根据权利要求1所述的一种连续取向纳米纤维纱线静电纺丝装置，其特征在于：所述供液孔(5-2)沿安装柱(5-1)的周向均匀分布。

6.根据权利要求1所述的一种连续取向纳米纤维纱线静电纺丝装置，其特征在于：所述纤维收集爪(6-2)通过若干纤维收集杆沿周向均匀间隔分布形成，所述纤维收集爪(6-2)整体呈圆锥状，所述若干纤维收集杆顶部与空心柱(6-1)连接、底部向轴心方向延伸形成收拢结构。

7.根据权利要求1所述的一种连续取向纳米纤维纱线静电纺丝装置，其特征在于：所述纤维收集爪(6-2)通过若干弧形纤维收集杆沿周向均匀间隔分布形成，所述纤维收集爪(6-2)整体呈灯笼状，所述若干纤维收集杆顶部与空心柱(6-1)连接、底部向轴心方向弯曲形成收拢结构。

8.根据权利要求1、6或7所述的一种连续取向纳米纤维纱线静电纺丝装置，其特征在于：所述纤维收集爪(6-2)整体采用绝缘材料制成且靠近纺纱三角锥(7)的形成口的头端采用金属材料制成。

9.根据权利要求1所述的一种连续取向纳米纤维纱线静电纺丝装置，其特征在于：所述纤维收集机构还包括牵伸辊(9)和收卷辊(11)，所述牵伸辊(9)设置于纤维收集加捻装置(6)的上方。

10.一种权利要求1所述的连续取向纳米纤维纱线静电纺丝装置的使用方法，包括以下步骤：

(1)将纺丝溶液注入供液装置(1)，通过供液装置(1)向内锥角式喷头(4)与电场屏蔽盘(5)之间的间隙输送纺丝溶液，调节流量使得内锥角式喷头(4)与电场屏蔽盘(5)之间的纺丝溶液液面达到饱和/近饱和状态；

(2)启动高压发生装置(2)向纺丝喷头(3)施加高压，使得多根纺丝溶液射流从内锥角式喷头(4)与电场屏蔽盘(5)之间喷出；

(3)驱动纤维收集加捻装置(6)旋转，通过旋转引力作用将纤维收集爪(6-2)上收集的纤维吸引至纺纱三角锥(7)的形成口形成纤维膜；

(4)对纤维膜沿轴心方向向上进行牵伸取向形成纺纱三角锥(7)，并通过纤维收集加捻装置(6)的旋转对纺纱三角锥(7)进行加捻得到连续取向纳米纤维纱线(10)并导出。