[发明专利]一种基于静电纺丝的原位水驻极方法及具有电荷泡的纤维材料

权利要求书

1.一种基于静电纺丝的原位水驻极方法，其特征在于：所述原位水驻极方法是指在静电纺丝过程中利用高压对水进行雾化，水分子和高速飞行的荷电射流间会因摩擦作用而产生电荷，进而在射流相分离固化成纤时实现纤维的原位驻极；

射流飞行外围有环状的喷水装置，对喷水装置施加高压对水分子进行雾化，雾化的水分子宏观运动方向和高速飞行的荷电射流的运动方向间的角度为0～90°；

静电纺丝的相对湿度为85～99％。

2.根据权利要求1所述的原位水驻极方法，其特征在于，雾化的水分子粒径在60～300μm范围内，水选自超纯水、去离子水、双蒸水、纯水、蒸馏水。

3.根据权利要求1所述的原位水驻极方法，其特征在于，聚合物选自聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚苯乙烯或聚氨酯，其形态为粉末状、液体状，其分子量为10000～900000；溶剂选自N-N二甲基甲酰胺、N-N二甲基乙酰胺、丙酮、丁酮、四氢呋喃、二氯甲烷和甲基吡咯烷酮中的一种或两种以上的混合，所形成的胶体溶液质量浓度为15～40wt％，经静电纺丝制备而成。

4.根据权利要求1所述的原位水驻极方法，其特征在于，所述静电纺丝的工艺条件为：电压10～30KV，接收距离5～25cm，注射速度1～5mL/h，温度0～35℃，纺丝时间0.5～3h。

5.根据权利要求1所述的原位水驻极方法，其特征在于，原位水驻极过程中，水分子的引入会对聚合物射流相分离产生影响，从而产生具有电荷泡的纤维，所述纤维内部具有封闭孔洞结构和长效驻极效应。

6.根据权利要求1～5任一项所述的原位水驻极方法得到的具有电荷泡的纤维材料，其特征在于，泡孔对立面上累积有相反极性的电荷，构成极性电荷泡，极性电荷泡及纤维实体的电荷矢量叠加，形成具有显著且稳定驻极效应的单纤维，驻极效应的表征参数：表面电势为0.05～1kV，驻极效应稳定性表现为在湿度≥80％环境中处理10天，表面电势衰减率＜5％。

7.根据权利要求6所述的纤维材料，其特征在于，所述泡孔结构在纤维内部有规律或无规律分布，泡孔直径介于20～200nm范围内，泡孔数为10～100个/m²，泡孔深度为10～500nm，相邻泡孔间的距离为10～100nm。

8.根据权利要求6所述的纤维材料，其特征在于，纤维膜的克重为100～350g/m²，厚度为1～10mm；纳米纤维层的纳米纤维直径在100～900nm之间，纳米纤维层的克重为0.01～5g/m²，孔隙率≥85％。