[发明专利]多针V型槽滚筒式静电纺系统及纳米纤维束的制备方法

权利要求书

1.一种多针V型槽滚筒式静电纺系统，其特征在于，包括外圆周表面为依次连接的多个V型槽构成的滚筒(2)，滚筒(2)固定于滚筒轴(8)上，并可由滚筒轴(8)带动转动，滚筒(2)和滚筒轴(8)由支架(1)支撑，滚筒(2)的上方并排设置有多个注射器(5)，每个注射器(5)的出口与滚筒(2)的一个V型槽底部相对应，每个注射器(5)的出口处安装有金属针头(4)，所有的金属针头(4)通过导线串联，并与直流高压发送器(7)的正极相连接，直流高压发送器(7)的负极与滚筒(2)接地。

2.按照权利要求1所述的V型槽滚筒静电纺纳米纤维束系统，其特征在于，所述金属针头(4)的内径为0.5mm～2mm。

3.按照权利要求1所述的V型槽滚筒式静电纺纳米纤维束系统，其特征在于，所述滚筒(2)与金属针头(4)之间的接收距离为100mm～200mm。

4.按照权利要求1所述的V型槽滚筒式静电纺纳米纤维束系统，其特征在于，所述滚筒(2)的每个V型槽的夹角为50°～70°。

5.一种利用权利要求1所述系统制备纳米纤维束的方法，其特征在于，按以下步骤进行：

步骤1：将聚合物溶解于溶剂，制得浓度为10wt％～16wt％的纺丝溶液；

步骤2：采用上述多针V型槽滚筒式静电纺纳米纤维束系统，该系统包括外圆周表面为依次连接的多个V型槽构成的滚筒(2)，滚筒(2)固定于滚筒轴(8)上，并可由滚筒轴(8)带动转动，滚筒(2)和滚筒轴(8)由支架(1)支撑，滚筒(2)的上方并排设置有多个注射器(5)，每个注射器(5)的出口与滚筒(2)的一个V型槽底部相对应，每个注射器(5)的出口处安装有金属针头(4)，所有的金属针头(4)通过导线串联，并与直流高压发送器(7)的正极相连接，直流高压发送器(7)的负极与滚筒(2)接地，

将步骤1制得的纺丝溶液注入上述系统的各个注射器(5)内，开启直流高压发生器(7)和滚筒轴(8)，滚筒轴(8)带动滚筒(2)转动，注射器(5)内的纺丝溶液，在静电场的作用下，通过注射器(5)出口处安装的金属针头(4)喷射到对应的V型槽的底部，形成静电纺射流，该静电纺射流受多种不稳定性因素作用而呈现螺旋状运动状态，在高速旋转的滚筒(2)的牵引下静电纺射流由螺旋状变为顺直，并连续沉积到滚筒(2)外圆周表面V型槽的底部，控制静电纺过程中的工作参数，即得到纤维定向排列的、排列角为60°～90°的纳米纤维束。

6.按照权利要求5所述的制备纳米纤维束的方法，其特征在于：所述步骤1中，使用的聚合物为聚丙烯腈、聚乙烯醇或聚氧化乙烯中的一种。

7.按照权利要求5所述的制备纳米纤维束的方法，其特征在于：所述步骤1中，使用的溶剂为二甲基甲酰胺或蒸馏水。

8.按照权利要求5所述的制备纳米纤维束的方法，其特征在于：所述步骤2中，控制各参数为：环境温度为室温、相对湿度为40％～70％、电压为15kV～40kV、滚筒(2)的卷绕速度为200r/min～500r/min。