[发明专利]一种高拉伸率的纤维膜制备装置及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高拉伸率的纤维膜制备装置及其制备方法，通过纺丝喷头与高压静电发生器电性连接，导电环接地，因此纺丝喷头与导电环之间形成高压静电场。纺丝溶液从纺丝喷头泵出，进入高压静电场后发生电液耦合作用，向导电环喷射过程中被电场力拉伸、固化成超细纤维。当接收器旋转时，最先沉积在导电环的纤维在导电环的旋转牵引下，受到周向力矩，使纤维之间互相同轴定向拧股；此外，还对纺丝区域沿着电势差方向喷射的纤维具有周向的拉伸、牵引作用，能够进一步拉伸、细化纤维，降低纤维直径。还设有负载喷头，对纳米纤维进行逐层负载导电材料；最后在接收器侧面之间生成目标纤维膜，其纤维互相拧股缠绕，且具有较高的拉伸率。

技术领域

本发明涉及纺织领域，更具体的说是涉及一种高拉伸率的纤维膜制备装置及其制备方法。

背景技术

近年来，用高分子溶液制备的纤维膜，以其优越的特性，在生物医学材料、纳米复合材料、电池隔膜、分离膜等领域应用前景广泛。其中静电纺丝以其制造装置简单、纺丝成本低廉、可纺物质种类繁多、工艺可控等优点，已成为有效制备纤维材料的主要途径之一。静电纺丝技术已经制备了种类丰富的纳米纤维，包括有机、有机/无机复合和无机纳米纤维。然而，利用静电纺丝技术制备纳米纤维还面临一些需要解决的问题。首先，在制备有机纳米纤维方面，用于静电纺丝的天然高分子品种还十分有限，对所得产品结构和性能的研究不够完善，最终产品的应用大都只处于实验阶段。目前，利用静电纺织技术制备得到的纤维膜的拉伸率都较低，无法真正应用于实际生产生活中。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高拉伸率的纤维膜制备装置及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种高拉伸率的纤维膜制备装置，包括用于喷出纺丝溶液的纺丝组件、用于喷出负载溶液的负载组件、接收器和用于产生静电的高压静电发生器，所述接收器用于接受纺丝溶液和负载溶液；所述纺丝组件包括纺丝喷头和用于存储纺丝溶液的纺丝溶液箱；所述负载组件包括负载喷头和用于存储负载溶液的负载溶液箱；所述纺丝喷头位于所述接收器轴线的正上方，所述纺丝喷头的轴线与所述接收器轴线重合；所述负载喷头设置在接收器的侧面，负载喷头的轴线与接收器的轴线垂直相交；所述接收器上还设置有导电环，所述导电环接地；所述接收器上还设置有旋转电机，所述旋转电机的输出轴与接收器固定连接；所述高压静电发生器与纺丝喷头电连接，所述高压静电发生器也与负载喷头电连接。

作为本发明的进一步改进，所述接收器为中空型回转体，所述接收器上部分为薄壳型圆锥体，下部分为圆柱体。所述薄壳型圆锥体上设置有若干个气孔，所述气孔连通薄壳型圆锥体的内壁和外壁；所述圆柱体轴线处设置有圆柱槽，所述圆柱槽与所述薄壳型圆锥体内部中空部分相贯通；所述导电环位于薄壳型圆锥体下部，且沿薄壳型圆锥体侧面铺设。

作为本发明的进一步改进，所述接收器下方设置有气泵，所述气泵上设置有气管，所述气管一端与气泵相连通，另一端位于圆柱槽内且延伸至薄壳型圆锥体内部中空部分。

作为本发明的进一步改进，所述纺丝组件还包括有纺丝液体泵，所述纺丝液体泵一端与纺丝喷头相连通，另一端与纺丝溶液箱相连通；当纺丝液体泵工作时，纺丝溶液箱中的纺丝溶液被输送至纺丝喷头；所述负载组件还包括有负载液体泵，所述负载液体泵一端与负载喷头相连通，另一端与负载溶液箱相连通；当负载液体泵工作时，负载溶液箱中的负载溶液被输送至负载喷头。

作为本发明的进一步改进，所述负载喷头上还设置有静电屏蔽罩，所述静电屏蔽罩位于于负载喷头与接收器之间，所述静电屏蔽罩由绝缘材料制成。

作为本发明的进一步改进，一种高拉伸率的纤维膜制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将纺丝溶液装入纺丝溶液箱，将负载溶液装入负载溶液箱中。

步骤二：将纺丝喷头内径设置为50-1500μm，纺丝喷头与导电环竖直间距设置为18cm，负载喷头内径设置为50-1500μm，负载喷头与接收器间距12cm；