[發明專利]材料表面原位包覆靜電紡絲納米纖維薄膜的方法及系統

在審

• 申請號: 201910357947.0
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN109972292A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 張永毅;曹玉芳;張慧超;李清文;靖嵐林
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所南昌研究院
• 主分類號: D04H1/728
• 分類號: D04H1/728;D01D5/00
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

1.一種材料表面原位包覆靜電紡絲納米纖維薄膜的系統，其包括用以盛裝靜電紡絲液的注射器單元、高壓靜電發生器單元及收集裝置，所述注射器單元與高壓靜電發生器單元的正極相連，所述收集裝置與高壓靜電發生器單元的負極相連，其特征在于：所述注射器單元和/或所述收集裝置與一驅動與傳動裝置連接，所述驅動與傳動裝置用以驅使所述注射器單元和/或所述收集裝置沿選定方向自由移動。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于：所述收集裝置包括待原位包覆的材料和旋轉裝置，所述待原位包覆的材料設置于所述旋轉裝置上，且與所述高壓靜電發生器單元的負極相連。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于：所述收集裝置包括導電體接收器、待原位包覆的材料和旋轉裝置，所述導電體接收器與所述高壓靜電發生器單元的負極相連，所述待原位包覆的材料設置于所述旋轉裝置上，且固定設于所述導電體接收器上方。

4.根據權利要求2或3所述的系統，其特征在于：所述注射器單元包括至少一個注射器針頭，所述注射器針頭的直徑為0.10～0.50mm；

和/或，所述注射器單元與待原位包覆的材料表面的距離為50～150mm；

和/或，所述旋轉裝置至少能夠驅使所述待原位包覆的材料沿軸向旋轉；

和/或，所述選定方向包括以所述注射器單元或收集裝置為中心點的x軸方向、y軸方向或z軸方向。

5.一種材料表面原位包覆靜電紡絲納米纖維薄膜的方法，它是依據權利要求1-4中任一項所述的系統而實施，其特征在于包括：

提供注射器單元，所述注射器單元內盛裝有靜電紡絲液；

通過高壓靜電發生器單元、驅動與傳動裝置及旋轉裝置的控制，使所述靜電紡絲液通過靜電紡絲技術在待原位包覆的材料表面原位形成靜電紡絲納米纖維薄膜，獲得材料表面原位包覆有靜電紡絲納米纖維薄膜的復合材料。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于：所述靜電紡絲液包括紡絲前驅體和溶劑；優選的，所述紡絲前驅體包括有機材料和/或無機材料；尤其優選的，所述有機材料包括聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯、聚碳酸酯中的任意一種或兩種以上的組合；尤其優選的，所述無機材料包括二氧化硅和/或二氧化鈦；優選的，所述溶劑包括丙酮、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、磷酸三乙酯中的任意一種或兩種以上的組合；

和/或，所述靜電紡絲技術采用的紡絲電壓為10～36kV，靜電紡絲距離為50～150mm，紡絲速率為500～1000μL/h，注射器針頭的移動速度為0～200mm/s。

7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于：所述待原位包覆的材料具有導電性或無導電性；優選的，所述待原位包覆的材料包括一維材料、二維材料、三維材料中的任意一種或兩種以上的組合，優選的，所述待原位包覆的材料的形貌包括纖維狀、片狀和柱狀中的任意一種或兩種以上的組合，尤其優選的，所述待原位包覆的材料為碳納米管纖維；

和/或，所述待原位包覆的材料的數量在一個以上。

8.根據權利要求5所述的方法，其特征在于包括：通過所述驅動與傳動裝置使所述注射器單元沿選定方向自由移動；優選的，所述選定方向包括以所述注射器單元為中心點的x軸方向、y軸方向或z軸方向；尤其優選的，所述x軸方向的移動速度為1～100mm/s，所述y軸方向的移動速度為5～100mm/s，所述z軸方向的移動速度為5～100mm/s；

和/或，所述方法包括：通過所述驅動與傳動裝置使所述收集裝置沿選定方向自由移動；優選的，所述選定方向包括以所述收集裝置為中心點的x軸方向、y軸方向或z軸方向；尤其優選的，所述x軸方向的移動速度為10～100mm/s，所述y軸方向的移動速度為10～100mm/s，所述z軸方向的移動速度為10～100mm/s。