CN113106560B - 一种产生高分子纳米纤维的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种产生高分子纳米纤维的装置，所述装置至少包括液槽(2)、接收装置(7)以及形成电势差的若干第一电极(3)和若干第二电极(4)，所述接收装置中的基材穿过若干第一电极(3)和若干第二电极(4)之间的电场，或者被布置在所述电场内，液槽(2)以相对至少一个所述第二电极(4)移动的方式进行往复运动，在第二电极(4)与所述液槽(2)中的聚合物溶液接触和/或分离的过程中，第二电极(4)蘸取的所述聚合物溶液基于所述电场作用向所述基材喷射以形成纳米纤维层。本发明通过利用液体表面张力，方便在金属表面涂抹聚合物溶液，并且金属表面涂抹的溶液更加均匀，蘸有聚合物溶液的金属的任意部分均可纺丝，纺丝效率高。

Description

一种产生高分子纳米纤维的装置及方法

技术领域

本发明涉及纳米纤维材料制备技术领域，尤其涉及一种产生高分子纳米纤维的装置及方法。

背景技术

静电纺丝即在高压静电下用聚合物溶液进行纺丝的过程。静电纺丝可以制备直径在几十到几百纳米的纤维，产品具有较高的孔隙率和较大的比表面积，成分多样化，直径分布均匀，在生物医学、环境工程以及纺织等领域具有很高的应用价值。

静电纺丝的原理为：将聚合物溶液或熔体带上几千至上万伏高压静电，带电的聚合物液滴在电场力的作用下在毛细管的Taylor锥顶点被加速。当电场力足够大时，聚合物液滴克服表面张力形成喷射细流。在细流喷射过程中溶剂蒸发或固化，最终落在接收装置上，形成类似非织造布状的纤维毡。

静电纺丝的装置主要由推进泵、注射器、高压电源以及接收装置组成。其中，高压电源的正极与负极分别与注射器针头和接收装置相连，而接收装置的形式也是多样化的，可以是静止的平面、高速转动的滚筒或者圆盘。纺丝的参数设置、环境条件等对纺丝过程的影响至关重要。

目前，高压静电纺丝形式主要有针头式、线电极涂液式等。采用针头式静电纺丝装置进行纺丝的过程为：溶液在推进泵等的助力下通过带有正高压的针头，接收端接地或接负高压，溶液在电场的作用下在针头尖端形成泰勒锥，并从圆锥尖端延展得到纤维细丝。然而，采用针头式静电纺丝装置进行纺丝，存在纺丝的空间分布不均匀、针头安装/清洗麻烦、针头易被堵塞、纺丝过程易滴液等缺点。采用线电极涂液式静电纺丝装置进行纺丝的过程为：溶液通过运动机构涂抹到带有正高压的线电极上，接收端接地或接负高压，溶液在电场的作用下进行纺丝。然而，采用线电极涂液式静电纺丝装置进行纺丝，存在涂液效率不高、涂液不均匀、涂液装置清洗麻烦、运动机构效率不高等缺点。因而，如何提供一种纺丝效率高、纺丝均匀、供液方便且便于清理的静电纺丝装置，是当前急需解决的一项技术问题。

但是，现有很多种电极的形式和涂液方式，这些方式或多或少存在一些弊端。

例如，专利文献CN 111005077A公开了一种串芯式多针头静电纺丝装置，所述静电纺丝装置还包括：

静电纺丝喷头，供液装置，所述供液装置通过导管与所述溶液通道连通；

高压电源，所述高压电源正极与所述电极板连接，所述高压电源负极接地；和收集板，所述收集板接地，用于安装基材。其中，静电纺丝喷头，由绝缘材料制成的壳体，所述壳体内设有溶液通道，并设有多个与溶液通道垂直的喷口孔；纺丝喷射装置，所述纺丝喷射装置包括电极板及设置在电极板上的放电针头，所述放电针头带有针尖；所述壳体安装在电极板上，且放电针头与喷口孔内壁间隙配合连接。

该专利中，针头式的电极针头容易堵塞，在生成高分子纳米纤维过程中易滴液，且对针头要求较高，存在纺丝的空间分布不均匀、针头安装/清洗麻烦、针头易被堵塞、纺丝过程易滴液等缺点。

例如，专利文献CN104593440A公开了一种聚合物纳米纤维批量化生产的静电纺丝装置，其特征在于，包括存放纺丝溶液或熔体的储液槽，所述的储液槽内设有多根金属丝，金属丝与金属丝驱动机构连接并可在金属丝驱动机构的带动下向上运动到一个位于丝溶液或熔体的液面上方的位置并从该位置下降到纺丝溶液或熔体中，金属丝和高压静电发生器的正极连接，高压静电发生器的负极连接纤维毡接收装置，纤维毡接收装置位于储液槽的正上方。本发明通过金属丝表面的纺丝溶液由于Rayleigh-Plateau不稳定现象形成连续的小液滴，在高压静电场作用下产生大量射流，避免了传统喷丝头易堵塞、难清洗、效率低下等缺陷。该专利中，金属丝两端的驱动机构不做限定，普遍为金属设备。在获取丝溶液的过程中，驱动设备不可避免的与丝溶液接触并沾上丝溶液，长期会使得丝溶液越积越厚。因此，驱动设备需要定期对丝溶液固结物进行清洗，影响生产效率，也会形成丝溶液的浪费。不仅如此，金属设备在运行中会受高压电场的影响产生不同的小电场，对金属丝两端的丝溶液的纺丝过程产生干扰，使得对应位置的纺丝效果不好，纺丝密度不均匀。在金属丝本身带有高压电的情况下，驱动金属丝运动本身就带有风险性，不仅因其细长的几何状态容易出现尖端放电而引发火花风险、进而有着引发火灾的风险，而且驱动金属丝的机构与带有高压电的金属丝进行隔离也构成了技术难题。

现有技术中，对于如何通过金属丝的运动、粘液的浓度以及高电压的参数匹配来提高纺织的密度均匀程度，也是没有解决的问题。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供一种产生高分子纳米纤维的装置，所述装置至少包括液槽、接收装置以及形成电势差的若干第一电极和若干第二电极，所述接收装置中的基材穿过若干第一电极和若干第二电极之间的电场，或者被布置在所述电场内，所述液槽以相对至少一个所述第二电极移动的方式进行往复运动，在所述第二电极与所述液槽中的聚合物溶液接触和/或分离的过程中，所述第二电极蘸取的所述聚合物溶液基于所述电场作用向所述基材喷射以形成纳米纤维层。

优选地，所述第二电极与所述液槽以相向运动或背离运动的方式进行往复运动。

优选地，用于调节所述第二电极位置的至少一个移动组件由受电场干扰较小的至少一个非电磁构件构成，从而所述移动组件将为移动组件提供驱动力的驱动机构隔离在受电场干扰影响降低的区域。

优选地，所述移动组件以使得第二电极在竖直方向往复运动的方式设置在所述液槽的端部周围，所述液槽通过至少一个升降机构在竖直方向上升或下降，从而与静止或者运动的第二电极在竖直方向上相对运动。

优选地，所述移动组件以使得第二电极在非竖直方向往复运动的方式设置在所述液槽的端部周围，所述液槽通过至少一个升降机构以与所述第二电极的往复频率相匹配的运动频率上升或下降，从而所述第二电极接触并蘸取所述液槽中的聚合物溶液。

优选地，所述液槽为独立液槽或包括至少两个独立的分液槽，若干所述第二电极分别以与所述液槽或分液槽相对运动的方式蘸取聚合物溶液。

优选地，若干所述第二电极分别在液槽或不同的分液槽内以交替运动的方式进行聚合物溶液的蘸取；和/或若干所述第二电极在至少一个分液槽内以交替运动的方式进行聚合物溶液的蘸取。

优选地，在所述第二电极与所述液槽同时运动的情况下，所述第二电极与所述液槽相向运动从而所述第二电极所述液槽的聚合物溶液接触，所述第二电极与所述液槽背离运动从而所述第二电极与所述液槽的聚合物溶液分离。

优选地，所述第二电极在全部或部分露出聚合溶液时开始纺丝。

本发明还提供一种产生高分子纳米纤维的方法，所述方法至少包括：将接收装置中的基材穿过若干第一电极和若干第二电极之间的电场，或者所述基材被布置在所述电场内，所述方法还包括：所述液槽以相对至少一个所述第二电极移动的方式进行往复运动，在所述第二电极与所述液槽中的聚合物溶液接触和/或分离的过程中，所述第二电极蘸取的所述聚合物溶液基于所述电场作用向所述基材喷射以形成纳米纤维层。

本发明的有益技术效果：

(1)本发明的原理简单、实施方便，便于第二电极蘸取聚合物溶液，且形成的高分子纳米纤维质量可靠、均匀、可操作广度大、针对范围广，技术操作流程规范。

(2)利用液体表面张力，方便在第二电极表面涂抹聚合物溶液。

(3)第二电极表面涂抹的溶液更加均匀。

(4)蘸有聚合物溶液的第二电极的任意部分均可纺丝，纺丝效率高。

(5)第二电极蘸有聚合物溶液部分同时纺丝，接收装置收集更加均匀。

(6)纺丝过程中无其他装置干扰，降低了聚合物溶液的损耗。

(7)通过非电磁的移动组件的设置，将聚合物溶液暴露的周围环境隔离形成电场干扰较低的环境，将电力直接驱动的金属设备设置在聚合物溶液的液槽的***环境中，使得聚合物溶液及其周围的电子设备受到的其他电场干扰尽量减少，进一步减少了第二电极两端的设备对附近聚合物溶液的电场影响，使得纺织纤维层的边缘的纺织密度更加均匀，质量更好，也减少了纺织行业对于不可使用的边缘材料的浪费现象，更加环保。

附图说明

图1是本发明的产生高分子纳米纤维的装置的结构示意图；

图2是本发明的产生高分子纳米纤维的装置的局部结构示意图；

图3是本发明的产生高分子纳米纤维的装置的储液池的俯视角度的示意图；

图4是本发明的产生高分子纳米纤维的装置的储液槽的其中一个侧视角度的示意图；

图5是本发明的产生高分子纳米纤维的装置的储液槽的其中一个实施状态的结构示意图；

图6是第二电极做相对运动的其中一种优选实施方式的结构示意图；

图7是第二电极做相对运动的另一种优选实施方式的结构示意图；

图8是液槽做相对运动的其中一种优选实施方式的结构示意图；

图9是液槽做相对运动的另一种优选实施方式的结构示意图；

图10是第二电极交替纺丝的其中一种优选实施方式的结构示意图；

图11是第二电极与液槽同时做相对运动的其中一种优选实施方式的结构示意图；

图12是第二电极与液槽同时做相对运动的其中一种优选实施方式的结构示意图。

附图标记列表

1：电极室；2：液槽；3：第一电极；4：第二电极；5：聚合物溶液；7：接收装置；11：升降机构；41：第一移动组件：42：第二移动组件；61：第一输送装置；62：第二输送装置；91：第一滑轮；92：第二滑轮；93：连接带；94：驱动机构；95：连接组件；A：纺丝状态；B：取液状态。

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

本发明提供一种产生高分子纳米纤维的装置及方法。

本发明中的第二电极是由可导电金属构成的，包括金属丝、金属片、金属网、金属笼等任意由金属形成的装置。

优选地，第二电极设置在水平面为平直的结构，能够避免第二电极中的聚合物聚集，更有利于聚合物溶液均匀地分散在第二电极的各个位置。在通电后，第二电极上的聚合物溶液从高电势向低电势发射，被接收装置中的基材拦截并沉积在基材上，形成纳米纤维。

实施例1

如图1～5所示，一种产生高分子纳米纤维的装置，至少包括液槽2、接收装置7以及形成电势差的若干第一电极3和若干第二电极4。

接收装置7包括基材和若干输送组件。如图1所示，基材两端的输送组件包括第一输送组件61和第二输送组件62。例如，基材的两端由至少两对无动力辊筒控制并进行移动输送，从而接收从第二电极喷射的纳米纤维以形成纳米纤维层。

基材的移动状态包括静止时间、移动速度、移动时间等等与移动相关的参数。

优选地，若干第一电极3设置在电极室1内。若干第一电极3的排布方式不限，可以按照规则的阵列排布，也可以按照不规则的方式排布。接收装置设置在若干第一电极3和若干第二电极4的电场之间。第一电极3与第二电极4之间的电场的电势降低方向不限，可以是第一电极的电势高于第二电极的电势，也可以是第二电极的电势高于第一电极的电势。

若干第二电极4通过至少一个移动组件来进行相对于液槽2的相对运动。如图2所示，第二电极两端分别设置有第一移动组件41和第二移动组件42。在第一电极与第二电极形成电势差的情况下，第二电极上的聚合物溶液基于高压电场作用从第二电极喷射向基材以形成纳米纤维层。当移动组件控制第二电极水平移动时，平稳移动使得第二电极4上的聚合物溶液5不会由于移动中的振动出现倾斜流动的现象。

本发明中，第二电极在断电状态先浸没于聚合物溶液中。当第二电极离开聚合物溶液时，或者说在蘸有聚合物溶液的第二电极的全部或部分露出液槽中的聚合物溶液之时，通电并使得第二电极表面附着的聚合物溶液喷射向基材。

现有技术中，第二电极两端的移动组件为靠近电极设置的驱动设备(本身易于受到高压电影响)，例如通过电力直接驱动的含有金属的驱动设备。不仅如此，第二电极周围容易受到电场干扰的装置至少设备包括：电气元件、电机等等。第二电极以及盛放聚合物溶液的液槽中的聚合物溶液带电，产生的电场会导致电器元件产生微小偏差，测值出现偏差或运行故障导致使用寿命短。

例如，第二电极两端通过金属材质的固定组件进行固定，通过电机以及金属杆来控制第二电极的移动。聚合物溶液时基于高压电场的作用形成纺织的纳米纤维的，并且第一电极和第二电极之间的电压高达几十万伏。移动组件以及液槽内的聚合物溶液都容易受到高压电的干扰和影响。金属材质的移动组件，即使自身的电压不会高达几十万伏，其自身的电压也会对第二电极两端的聚合物溶液产生影响，使得聚合物溶液基于移动组件与第二电极之间的电场的影响进行细微的流动，这明显会使得第二电极两端的靠近移动组件的聚合物溶液由于细微流动而不均匀，进一步影响第二电极两端的聚合物溶液形成的纳米纤维的密度不均匀。在移动组件也进入聚合物溶液时，移动组件自身的电场也会影响聚合物的浓度分布不均匀，导致第二电极上的两端的聚合物浓度不均匀。因此，纳米纤维织物两端的边缘总会出现密度不均匀，质量不佳的现象。

不仅如此，聚合物溶液周围的设备分布多个高电压设备，移动中的高压电极本身构成了尖端放电的高风险部件，聚合物溶液也容易由于设备的摩擦火花而易燃，这使得纺织生产的安全控制难度提高，也增加了安全控制的成本。

基于此种缺陷，本发明的第二电极的两端的移动组件为非电磁移动组件。即移动组件不是受电场影响的金属设备或电磁设备。非电磁移动组件的具体机械结构不限，可以是滑轮结构，也可以是非电力直接驱动的移动机械，只要具备移动功能即可。如图6～图12所示，本发明的移动组件优选为滑轮组件。两个滑轮组件通过绝缘的绳体将第二电极的两端固定，并且两个滑轮组件将第二电极拉伸为紧绷状态，使得第二电极在水平面平直伸展，则第二电极在蘸取聚合物溶液时，蘸取的聚合物溶液不容易由于第二电极倾斜而流动。

优选地，滑轮组件中的若干滑轮也可以是非金属材质的滑轮。滑轮组件通过连接带与滚轮组件连接并且控制滑轮组件以及第二电极的相对运动。

优选地，滑轮组件包括第一滑轮91和第二滑轮92。第一滑轮91与第二电极的端固定连接，第二滑轮92与第一滑轮91通过绳体连接或者绕接。第二滑轮92通过至少一个连接组件95以及连接带93与至少一个驱动机构94连接。驱动机构94设置在远离液槽的位置。

如此设置，使得第二电极周围的移动组件不对聚合物溶液存在电场干扰，具备可能的电场干扰的驱动机构94远离了聚合物溶液。因此，本发明的移动组件不会对第二电极产生聚合物溶液分布不均匀、密度不均匀的干扰，使得第二电极表面的聚合物溶液分布均匀，在基材两端形成的纤维密度更均匀，纺织物的质量更高。

本发明设置非电磁移动组件的优势还在于，通过非电磁构件将聚合物溶液周围的环境隔离为非电磁设备区域，使得聚合物仅能够受到第一电极和第二电极之间的电场的影响，则聚合物溶液喷射的效果更好。聚合物溶液周围的电力设备减少，生产安全程度提高，则控制生产安全的设备响应减少，大幅度降低了纺织空间的安全生产控制成本。

在纺丝过程中，一次纺丝的完成时间不超过二十秒，因此，降低移动组件受电磁的影响更有利于第二电极的纺丝的移动时间控制，使得第二电极的聚合物溶液能够按照预设的距离和时间精准地喷射在接收装置的基材上，形成的纳米纤维层密度更加一致，即更均匀，质量更好。

现有技术一般采用电动泵对液槽内聚合物溶液进行补充，其缺陷在于，需要在电机和泵头之间做绝缘处理，比如通过绝缘材质的联轴器进行连接等。若电机与泵头之间不做处理，供液过程中所有与溶液接触组件都将带电，易发生危险，且影响供液电机使用寿命。

优选地，本发明采用气动泵对液槽内聚合物溶液进行补充，从而将第二电极以及液槽的高压与外部环境进行隔离，进一步减少了液槽的高压电对外部环境的高压影响。

具体地，至少一个第二电极4以与液槽2相对运动的方式蘸取聚合物溶液并基于电场作用向接收装置7喷丝以形成纳米纤维层。在第二电极呈水平设置的情况下，聚合物溶液能够更均匀地射向基材，从而使得形成的纳米纤维层的密度更均匀。

优选地，第二电极4在通电的状态下进行聚合物溶液的蘸取。液槽2基于其与第二电极4的相对运动的接触呈间歇式通电状态。

例如，在所述第二电极4运动至与液槽2内的聚合物溶液接触时，所述液槽2通电。在所述第二电极4移出液槽2内的聚合物溶液时，所述液槽2断电。

本发明的第二电极蘸液的方法，只有在第二电极进入下方的液槽中并蘸取溶液时，液槽内液体才会带电产生电场，减少了液槽对周围电子装置的影响。

优选地，第二电极4以间歇式通电的方式进行聚合物溶液的蘸取和/或向接收装置7喷丝。

例如，在第二电极4运动至液槽2内的聚合物溶液中时，第二电极4断电。在第二电极4全部移出或者部分移出液槽2内的聚合物溶液时，第二电极4通电。

间歇式通电的优势在于，在蘸取聚合物溶液时断电，有利于聚合物溶液均匀附着在第二电极上。在第二电极到达距离接收装置的预设距离范围内时通电，更有利于第二电极上的聚合物溶液到达基材时能够喷射状态相似，密度相似，从而便于使得基材与纺丝构成密度均匀的纳米纤维层。

通常情况下，第二电极为金属材质，工作电压一般在5～7万伏。基材的幅宽通常为0.5～2米。根据基材的幅宽不同，第二电极的长度不同。优选地，第二电极的长度比基材幅宽大0.5米左右。即第二电极为电压高达几十万伏的金属杆或者金属丝，其表面的聚合物溶液在蘸取过程中既要克服聚合物溶液表面的张力，高电压的影响，还要克服重力作用才能够成功地蘸在第二电极上。因此，第二电极的直径大小、聚合物溶液的粘稠度范围能够影响第二电极通过蘸取得到的聚合物溶液的分布效果。

优选地，在10个第二电极升降进行纺丝的情况下，基材的平移速度约为3～5m/min。

第二电极的表面光洁，有一定的张紧度强度要求。拉紧金属丝，使得第二电极整体在蘸液过程中最大程度保持在同一水平面。

本发明的聚合物溶液的成分中高分子化合物优选为：聚丙乙烯、聚乙烯醇缩丁醛酯、聚氨酯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚乙烯呲络烷酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚偏氯乙烯、聚氨基甲酸酯、聚乙内酯、聚乙二醇、聚乙酸乙烯酯、聚氧化乙烯、壳聚糖、水溶性壳聚糖、海藻酸钠、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乳酸、聚酰胺、聚酰亚胺、聚芳酰胺、聚苯并咪唑、聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚苯胺、聚环氧乙烷、聚萘二酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、苯乙烯-丁二烯橡胶、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯基丁烯，以及它们的共聚物或衍生物，聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、醋酸(乙酸)纤维素、聚砜或聚醚砜中的任意一种或至少两种的组合，二醋酸纤维素，N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰氨、丙酮、丁酮或二甲基亚砜中的任意一种或至少两种的组合等。

本发明的聚合物溶液的成分中纺丝溶剂优选为：四氯呋喃、THF、DMF、二氯甲烷、乙醇、三氯乙酸、甲酸、丙酮、水、酸酯、醋酸任意一种或至少两种的组合等。

本发明的聚合物溶液粘度较大，第二电极呈线形，使得第二电极上的聚合物溶液附着量不聚集，不满足液体聚集滴落条件。

由于第二电极带电，第二电极上附着的聚合物溶液也带电，液槽中的聚合物溶液中带电分子受重力和高压电场力的共同作用，使得纺丝纤维向上沉积，从而第二电极附着液体不向下滴落。由于第二电极横向设置，第二电极上的各个点同时纺丝，提高了横向纺丝均匀程度。不仅如此，通过设定合适的升降频率和基材移动速度来保证纵向上纺丝的均匀性。均匀性可通过电镜测试和在线透气性检测等来检验，具体结果表现在产品的孔隙率、过滤效率和使用寿命上。

优选地，若干个第二电极4以交替运动的方式向接收装置7喷丝。

或者，若干个第二电极4以同步运动的方式向接收装置7喷丝。

例如，如图10所示，两个第二电极交替运动。一个第二电极在另一个第二电极进行断电的时间段内进行通电纺丝工作。两个第二电极交替运动能够明显提高纺丝效率。

如图10所示，液槽2包括至少两个独立的分液槽。分液槽内设置有至少一个第二电极4。若干第二电极分别在独立的分液槽内以与分液槽相对运动的方式蘸取聚合物溶液。

将液槽设置为若干个独立的分液槽，使得第二电极能够使用单独的聚合物溶液进行纺丝。在某个第二电极发生故障或者纺丝效率低时，通过聚合物溶液的容量的变化及其变化速度能够快速发现有故障的第二电极，有助于第二电极的故障排查。

优选地，若干第二电极4分别在独立的分液槽内以交替运动的方式进行聚合物溶液的蘸取和/或纺丝，使得基材上的纺丝具有持续性，提高基材上的纺丝效率。

优选地，在第二电极4处于非运动状态的情况下，液槽2相对于第二电极4运动，从而第二电极4与液槽2的聚合物溶液接触并蘸取聚合物溶液，或第二电极4从液槽2的聚合物溶液中移出。

如图8～图12所示，液槽2设置有至少一个升降机构11。升降机构用于以平稳的方式移动液槽。升降机构11与液槽的相对安装位置不限，可以安装在液槽的下方，也可以安装在液槽的侧壁。升降机构能够使得液槽在竖直方向上升降，也可以使得液槽在水平方向移动和竖直方向升降。优选地，升降机构可以为升降电机，也可以为其他具有相同技术效果的机械设备的组合。

优选地，在第二电极4与液槽2相对运动的情况下，第二电极4与液槽2相向运动从而第二电极4移动至液槽2的聚合物溶液中。第二电极4与液槽2背离运动从而第二电极4从液槽2的聚合物溶液中移出。优选的，相向运动或者相对运动可以是同时进行的，也可以是非同时进行的。

如图11和图12所示，第二电极与液槽同时相对运动。第二电极4与液槽2相向运动，使得第二电极能够接触液槽中的聚合物溶液。在需要纺丝时，第二电极4与液槽2按照相反的方向背离运动，使得第二电极与聚合物溶液脱离接触。

第二电极4与液槽2同时运动，能够缩短第二电极蘸取聚合物溶液需要的路程和时间，进一步提高纺丝的效率。

优选地，在液槽2处于非运动状态的情况下，第二电极4相对于液槽2运动，从而第二电极4移动至液槽2的聚合物溶液中。或第二电极4从液槽2的聚合物溶液移出。仅移动第二电极，能够避免液槽中的溶液在移动过程中的晃动，使得第二电极的各个位置获取的聚合物溶液的量相同，使得第二电极各个部位的纺丝时间相同或近似，更有利于形成的纳米纤维层的密度均匀，纳米孔均匀分布。

实施例2

本实施例是对实施例1的进一步阐述，重复的内容不再赘述。

本发明还提供一种产生高分子纳米纤维的方法，方法至少包括：

将接收装置中的基材按照穿过若干第一电极3和若干第二电极4之间的电场的方式设置，或者将接收装置中的基材布置在电场内，至少一个第二电极4以与液槽2相对运动的方式蘸取聚合物溶液并基于电场作用向接收装置7纺丝以形成纳米纤维层。

第二电极4以间歇式通电的方式进行聚合物溶液的蘸取。

在第二电极4运动至与液槽2内的聚合物溶液接触时，第二电极4断电，在第二电极4移出液槽2内的聚合物溶液时，第二电极4通电。

若干个第二电极4以交替运动的方式进行聚合物溶液的蘸取和/或纺丝。

液槽2包括至少两个独立的分液槽，分液槽内设置有至少一个第二电极4。若干第二电极4分别在独立的分液槽内以与分液槽相对运动的方式蘸取聚合物溶液。

若干第二电极4分别在独立的分液槽内以交替运动的方式进行聚合物溶液的蘸取和/或纺丝。

在第二电极4与液槽2相对运动的情况下，第二电极4与液槽2相向运动从而第二电极4液槽2的聚合物溶液接触，第二电极4与液槽2背离运动从而第二电极4与液槽2的聚合物溶液分离并纺丝。

第二电极4在全部或部分露出聚合溶液时开始纺丝。

第二电极4两端的移动组件为不对聚合物溶液产生电场干扰的非电磁移动组件。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

本发明说明书包含多项发明构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”、“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。

Claims (8)

1.一种产生高分子纳米纤维的装置，所述装置至少包括液槽(2)、接收装置(7)以及形成电势差的若干第一电极(3)和若干第二电极(4)，所述接收装置中的基材穿过若干第一电极(3)和若干第二电极(4)之间的电场，或者被布置在所述电场内，其特征在于，

所述液槽(2)以相对至少一个所述第二电极(4)移动的方式进行往复运动，

在所述第二电极(4)与所述液槽(2)中的聚合物溶液接触和/或分离的过程中，所述第二电极(4)蘸取的所述聚合物溶液基于所述电场作用向所述基材喷射以形成纳米纤维层；

所述第二电极(4)在全部或部分露出聚合溶液时开始纺丝；

用于调节所述第二电极(4)位置的至少一个移动组件由受电场干扰较小的至少一个非电磁构件构成，

使得第二电极(4)周围的移动组件不对聚合物溶液存在电场干扰，而为所述移动组件提供驱动力的驱动机构被隔离在受电场干扰影响较低的区域；

移动组件的驱动机构设置在远离液槽的位置；

所述第二电极(4)以间歇式通电的方式进行聚合物溶液的蘸取和/或向接收装置(7)喷丝；在所述第二电极(4)运动至所述液槽(2)内的聚合物溶液中时，所述第二电极(4)断电；在所述第二电极(4)全部移出或者部分移出所述液槽(2)内的聚合物溶液时，所述第二电极(4)通电；

所述液槽(2)基于其与所述第二电极(4)的相对运动的接触呈间歇式通电状态；在所述第二电极(4)运动至与所述液槽(2)内的聚合物溶液接触时，所述液槽(2)通电；在所述第二电极(4)移出所述液槽(2)内的聚合物溶液时，所述液槽(2)断电。

2.根据权利要求1所述的产生高分子纳米纤维的装置，其特征在于，所述第二电极(4)与所述液槽(2)以相向运动或背离运动的方式进行往复运动。

3.根据权利要求2所述的产生高分子纳米纤维的装置，其特征在于，所述移动组件以使得第二电极在竖直方向往复运动的方式设置在所述液槽(2)的端部周围，

所述液槽(2)通过至少一个升降机构(11)在竖直方向上升或下降，从而与静止或者运动的第二电极在竖直方向上相对运动。

4.根据权利要求2所述的产生高分子纳米纤维的装置，其特征在于，所述移动组件以使得第二电极在非竖直方向往复运动的方式设置在所述液槽(2)的端部周围，

所述液槽(2)通过至少一个升降机构(11)以与所述第二电极的往复频率相匹配的运动频率上升或下降，从而所述第二电极接触并蘸取所述液槽(2)中的聚合物溶液。

5.根据权利要求1～4任一项所述的产生高分子纳米纤维的装置，其特征在于，所述液槽(2)为独立液槽或包括至少两个独立的分液槽，

若干所述第二电极(4)分别以与所述液槽或分液槽相对运动的方式蘸取聚合物溶液。

6.根据权利要求5所述的产生高分子纳米纤维的装置，其特征在于，若干所述第二电极(4)分别在液槽或不同的分液槽内以交替运动的方式进行聚合物溶液的蘸取；和/或

若干所述第二电极(4)在至少一个分液槽内以交替运动的方式进行聚合物溶液的蘸取。

7.根据权利要求1～4任一项所述的产生高分子纳米纤维的装置，其特征在于，

在所述第二电极(4)与所述液槽(2)同时运动的情况下，

所述第二电极(4)与所述液槽(2)相向运动从而所述第二电极(4) 所述液槽(2)的聚合物溶液接触，

所述第二电极(4)与所述液槽(2)背离运动从而所述第二电极(4)与所述液槽(2)的聚合物溶液分离。

8.一种产生高分子纳米纤维的方法，所述方法至少包括：将接收装置中的基材穿过若干第一电极(3)和若干第二电极(4)之间的电场，或者所述基材被布置在所述电场内，其特征在于，所述方法还包括：

液槽(2)以相对至少一个所述第二电极(4)移动的方式进行往复运动，

在所述第二电极(4)与所述液槽(2)中的聚合物溶液接触和/或分离的过程中，所述第二电极(4)蘸取的所述聚合物溶液基于所述电场作用向所述基材喷射以形成纳米纤维层；

所述第二电极(4)在全部或部分露出聚合溶液时开始纺丝；

用于调节所述第二电极(4)位置的至少一个移动组件由受电场干扰较小的至少一个非电磁构件构成，

使得第二电极(4)周围的移动组件不对聚合物溶液存在电场干扰，而为所述移动组件提供驱动力的驱动机构被隔离在受电场干扰影响较低的区域；

移动组件的驱动机构设置在远离液槽的位置；

所述第二电极(4)以间歇式通电的方式进行聚合物溶液的蘸取和/或向接收装置(7)喷丝；在所述第二电极(4)运动至所述液槽(2)内的聚合物溶液中时，所述第二电极(4)断电；在所述第二电极(4)全部移出或者部分移出所述液槽(2)内的聚合物溶液时，所述第二电极(4)通电；

所述液槽(2)基于其与所述第二电极(4)的相对运动的接触呈间歇式通电状态；在所述第二电极(4)运动至与所述液槽(2)内的聚合物溶液接触时，所述液槽(2)通电；在所述第二电极(4)移出所述液槽(2)内的聚合物溶液时，所述液槽(2)断电。

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