[发明专利]一种大批量纳/微米纤维的静电纺丝装置以及方法

权利要求书

1.一种大批量纳/微米纤维的静电纺丝装置，其特征在于，包括：

具有上方开口的贮液池，用于容纳聚合物流体；

与贮液池内的聚合物流体耦合连接的气泡发生装置和高压静电发生器，所述的气泡发生装置作用于贮液池内的聚合物流体，使得所述的聚合物流体液面形成大量有规律的凸起，在高压静电发生器的电荷极化作用下，各凸起的流体顶端形成泰勒锥；

位于贮液池开口上方的负极收集装置，与所述的聚合物流体液面形成静电场，在一定静电场的静电作用下，位于各泰勒锥顶端的极细流体最终喷射并沉积在所述的负极收集装置上，形成大量纳/微米纤维；

其中，所述的气泡发生装置包括气泵和与气泵连接的导气管，所述的导气管上设有多个气流喷头，各气流喷头分别位于所述的贮液池内的底部或中部聚合物流体中，当气泵为开启状态时，各气流喷头向上喷射的气流使得所述的聚合物流体液面形成大量有规律的凸起。

2.如权利要求1所述的大批量纳/微米纤维的静电纺丝装置，其特征在于，所述的多个气流喷头呈矩阵排列形状。

3.如权利要求1所述的大批量纳/微米纤维的静电纺丝装置，其特征在于，所述的负极收集装置包括传送装置和接收装置，其中，

所述的传送装置包括安装连接的负极接收极板和导辊、退绕辊轴和卷绕辊轴；

所述的接收装置包括接收帘，所述的接收帘沉积区域紧贴地设置在负极接收极板和导辊下表面，所述的负极接收极板和导辊为接收帘提供张力和部分传送动力，同时接收帘一端连接退绕辊轴，另一端与卷绕辊轴连接；

位于贮液池开口上方的负极接收极板，与所述的聚合物流体液面形成静电场，在一定静电场的静电作用下，位于各泰勒锥顶端的极细流体最终喷射并沉积在所述的接收帘沉积区域上，形成大量纳/微米纤维。

4.如权利要求1所述的大批量纳/微米纤维的静电纺丝装置，其特征在于，所述的高压静电发生器通过金属电极与聚合物流体连接。

5.如权利要求3所述的大批量纳/微米纤维的静电纺丝装置，其特征在于，所述的传送装置包括接地电极，接收极板通过导辊与接地电极相连形成所述的负极接收极板。

6.如权利要求1所述的大批量纳/微米纤维的静电纺丝装置，其特征在于，所述的凸起可以是液泡或微波凸起或喷泉状液柱中的任意一种。

7.一种如权利要求1-6之一所述的大批量纳/微米纤维的静电纺丝方法，其特征在于，包括以下步骤：

a）将聚合物流体注入贮液池内；

b）开启气泵，气泵输出的气流通过导气管、各气流喷头从贮液池内的底部或中部聚合物流体中向上喷射气流，使得所述的聚合物流体液面形成大量有规律的凸起；

c）开启高压静电发生器，调节至一定输出电压，聚合物流体内部的自由电荷在高压静电作用下被极化，被极化的电荷集中在各凸起的流体顶端，形成泰勒锥；

d）位于贮液池开口上方的负极收集装置，与所述的聚合物流体液面形成静电场，在一定静电场的静电作用下，位于各泰勒锥顶端的极细流体最终喷射并沉积在所述的负极收集装置上，形成大量纳/微米纤维；

e）从所述的负极收集装置上收集得到大批量纳/微米纤维。

8.如权利要求7所述的大批量纳/微米纤维的静电纺丝方法，其特征在于，所述的步骤b）具体包括以下步骤：

b1）开启气泵，气泵输出的气流流速较低，先将导气管中的液体通过各气流喷头排出；

b2）然后慢慢加大气泵输出的气流流速，气泵输出的气流通过导气管、各气流喷头从贮液池内的底部或中部聚合物流体中向上喷射气流，使得所述的聚合物流体液面形成大量有规律的凸起。