[发明专利]一种蓬松态纳米纤维的制备装置及制备方法

权利要求书

1.一种蓬松态纳米纤维的制备装置，其特征在于，包括高压电源、纤维喷射装置及纤维收集装置；所述纤维喷射装置包括储液箱、溶液泵及喷头；所述喷头上设有若干喷嘴；储液箱内存储有纺丝溶液，所述纺丝溶液经所述溶液泵泵入所述喷头经所述若干喷嘴喷出；所述纤维收集装置包括溶液收集池、旋转台及旋转针；所述溶液收集池设于喷头的正下方，池内存储有非牛顿流体溶液；所述旋转针设有若干根，若干根旋转针相间隔地竖直设于所述非牛顿流体溶液中，其尖端部伸出液面与所述喷头的喷嘴的喷口相对；所述若干根旋转针自旋转运动，带动其周围的非牛顿流体溶液在其尖端部形成溶液凸尖；所述旋转台设于溶液收集池的底部用于支撑溶液收集池及带动所述旋转针旋转；所述高压电源的正极与纤维喷射装置电性连接，纤维收集装置与所述高压电源接地连接。

2.如权利要求1所述的蓬松态纳米纤维的制备装置，其特征在于，所述旋转针的转速为50～5000RPM，直径为10～500μm。

3.如权利要求1所述的蓬松态纳米纤维的制备装置，其特征在于，所述高压电源的输出电压为-55kV～+55kV。

4.如权利要求1所述的蓬松态纳米纤维的制备装置，其特征在于，所述溶液泵的流量为40μL/hr～100mL/hr。

5.如权利要求1所述的蓬松态纳米纤维的制备装置，其特征在于，所述喷嘴的内径为50～1150μm。

6.如权利要求1所述的蓬松态纳米纤维的制备装置，其特征在于，所述喷嘴喷口到所述旋转针尖端部的距离为1～15cm。

7.一种蓬松态纳米纤维的制备方法，用于如权利要求1～6任意一项所述的蓬松态纳米纤维的制备装置中，其特征在于，包括以下步骤：

1)配置纺丝溶液，将配置好的纺丝溶液注入储液箱；在溶液收集池内灌注非牛顿流体溶液；

2)启动溶液泵，调节溶液泵的流量使喷嘴各喷口持续出现稳定的溶液液滴；

3)启动旋转台，调节旋转针的转速，使溶液收集池内的非牛顿流体溶液在旋转针的尖端部形成溶液凸尖；

4)打开高压电源，使高压电源稳定输出电压，在喷头与溶液收集池之间形成高压静电场，并使各喷嘴的喷口均有射流喷射而出；

5)喷嘴喷射而出的纺丝液在旋转针产生的韦森堡效应的作用下，最终以周向的形式沉积在旋转针的溶液凸尖上，形成纳米纤维；

6)收集适量纤维后，各装置停止，排出溶液收集池中溶液，通过清洗、烘干，形成蓬松、多尺度孔隙的纳米纤维膜。