CN109487347B - 一种制备复合纤维的溶液熔体共纺静电纺丝装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种制备复合纤维的溶液熔体共纺静电纺丝装置，第一套筒、第二套筒、第三套筒、第四套筒、依次嵌套，套筒之间设有直流道和环形流道用于气体和熔体的流动，中心管从第四套筒内部经过下端固定针头，顶端通过绝缘导管与注射泵连接，连接高压静电发生器，溶液在针头尖端形成射流，第一套筒的环形尖端与针头之间形成高压电场，环形尖端感应带电，熔体自组织形成均匀分布多射流，环形气流防止溶液纺丝所纺纤维飞向环形尖端，同时对两种纤维进行拉伸，降低纤维直径，熔体和溶液形成的纤维在喷射过程中，相互缠绕、粘附，形成复合纤维。本发明装置的有益效果是可以制备出既具有高孔隙率、高比表面积，又具有高强度的复合纤维膜。

Description

一种制备复合纤维的溶液熔体共纺静电纺丝装置
技术领域
本发明属于纺织技术领域，涉及一种制备复合纤维的溶液熔体共纺静电纺丝装置。
背景技术
静电纺丝技术是一种利用高压静电将聚合物熔体或者溶液制成超细纤维的方法。制备的纤维具有高比表面积，高孔隙率等特点，广泛应用于超滤、生物医药、电池隔膜和组织工程等领域。根据纺丝介质的不同，静电纺丝技术可以分为熔体静电纺丝和溶液静电纺丝。溶液静电纺丝不需要加热装置，所需设备较简单，所纺纤维较细，强度较低。熔体静电纺丝需要加热装置控制熔体温度，设备较复杂，所纺纤维较粗，强度高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备复合纤维的溶液熔体共纺静电纺丝装置，本发明装置的有益效果是将两种静电纺丝技术所纺纤维相结合，可以制备出既具有高孔隙率、高比表面积，又具有高强度的复合纤维膜，应用在空气过滤领域，该纤维膜既具有高效过滤性能，又具有高容尘能力、高强度等优良性能。
本发明所采用的技术方案是第二套筒设置在第一套筒内，第二套筒的上部与第一套筒的上部固定连接，第二套筒的中下部与第一套筒的中下部之间设有环形流道Ⅰ，第三套筒设置在第二套筒内，第三套筒的上部与第二套筒的上部固定连接，第三套筒的中下部与第二套筒的中下部之间设有环形流道Ⅱ，第一套筒内设有直流道Ⅰ和直流道Ⅱ，第二套筒内设有直流道Ⅲ，直流道Ⅲ一端与直流道Ⅰ连通，直流道Ⅲ另一端与环形流道Ⅱ连通，直流道Ⅱ与环形流道Ⅰ连通，聚合物熔体通过熔体入口进入经过环形流道Ⅰ到达锥形尖端的针头处，气流通过气流入口进入经过环形流道Ⅱ形成环形气流喷出，第四套筒置于第三套筒内、两端伸出第三套筒，第四套筒为绝缘隔热材料，与第三套筒间隙配合，能够在第三套筒内部上下滑动，调节卡套安装在第四套筒一端，用来固定第四套筒并调节其伸出长度，中心管为金属导电材料，中心管从第四套筒内部经过与第四套筒过盈配合，中心管下端固定针头，顶端与绝缘导管一端连通，绝缘导管另一端连接注射泵，中心管上部接高压静电发生器，加热圈包裹在第一套筒外侧，用来保持熔体温度和其在流道内的流动性。
进一步，第一套筒靠近针头的端部为环形尖端，第一套筒与接地电极连接，注射泵内加入溶液，溶液经过绝缘导管和中心管，流到针头尖端，熔体经过环形流道沿环向均匀分布，打开高压静电发生器，经过中心管的传导，针头带电，形成射流，第一套筒的环形尖端与针头之间形成高压电场，环形尖端感应带电，熔体自组织形成均匀分布多射流，环形气流防止溶液纺丝所纺纤维飞向环形尖端，起隔离作用，同时对两种纤维进行拉伸，降低纤维直径，熔体和溶液形成的纤维在喷射过程中，相互缠绕、粘附，形成复合纤维。
附图说明
图1是装置结构示意图。
1.气流入口，2.第一套筒，3.第二套筒，4.第三套筒，5.第四套筒，6.中心管，7.针头，8.复合纤维，9.接地电极，10.熔体入口，11.调节卡套，12.高压静电发生器，13.绝缘导管，14.注射泵，15.加热圈，201.直流道Ⅰ，202.直流道Ⅱ，301.直流道Ⅲ，302.环形流道Ⅰ，401.环形流道Ⅱ。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明如图1所示，第二套筒3设置在第一套筒2内，第二套筒3的上部与第一套筒2的上部固定连接，第二套筒3的中下部与第一套筒2的中下部之间设有环形流道Ⅰ302，第三套筒4设置在第二套筒3内，第三套筒4的上部与第二套筒3的上部固定连接，第三套筒4的中下部与第二套筒3的中下部之间设有环形流道Ⅱ401。
第一套筒2内设有直流道Ⅰ201和直流道Ⅱ202，第二套筒3内设有直流道Ⅲ301，直流道Ⅲ301一端与直流道Ⅰ201连通，直流道Ⅲ301另一端与环形流道Ⅱ401连通，直流道Ⅱ202与环形流道Ⅰ302连通。
聚合物熔体通过熔体入口10进入经过环形流道Ⅰ302到达第一套筒2的环形尖端处，气流通过气流入口1进入经过环形流道Ⅱ401形成环形气流喷出。
第四套筒5置于第三套筒4内、两端伸出第三套筒4，第四套筒5为绝缘隔热材料，与第三套筒4间隙配合，可以在第三套筒4内部上下滑动，调节卡套11安装在第四套筒5一端，用来固定第四套筒5并调节其伸出长度，中心管6为金属导电材料，中心管6从第四套筒5内部经过与第四套筒5过盈配合，中心管6下端固定针头7，顶端与绝缘导管13一端连通，绝缘导管13另一端连接注射泵14，中心管6上部接高压静电发生器12。加热圈15包裹在第一套筒2外侧，用来保持熔体温度和其在流道内的流动性。
第一套筒2靠近针头7的端部为环形尖端，第一套筒2与接地电极9连接，注射泵14内加入溶液，溶液经过绝缘导管13和中心管6，流到针头7尖端，熔体经过环形流道沿环向均匀分布，打开高压静电发生器12，经过中心管6的传导，针头7带电，形成射流，第一套筒2的环形尖端与针头7之间形成高压电场，环形尖端感应带电，熔体自组织形成均匀分布多射流，环形气流防止溶液纺丝所纺纤维飞向环形尖端，起隔离作用，同时对两种纤维进行拉伸，降低纤维直径。熔体和溶液形成的纤维在喷射过程中，相互缠绕、粘附，形成复合纤维，复合纤维可用采用任意形式的接收方式。
本发明将熔体和溶液静电纺丝技术相结合，使用一个高压静电发生器即可实现熔体和溶液的同时纺丝，并且纤维产生路径方向相同，在纤维下落过程中，熔体和溶液静电纺丝所纺纤维充分缠绕结合，得到复合纤维。纤维接收装置不受限制，可以采用旋转辊子，也可以采用平板，并且可以实现在任何物体表面的喷涂沉积。
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种制备复合纤维的溶液熔体共纺静电纺丝装置，其特征在于：第二套筒设置在第一套筒内，第二套筒的上部与第一套筒的上部固定连接，第二套筒的中下部与第一套筒的中下部之间设有环形流道Ⅰ，第三套筒设置在第二套筒内，第三套筒的上部与第二套筒的上部固定连接，第三套筒的中下部与第二套筒的中下部之间设有环形流道Ⅱ，第一套筒内设有直流道Ⅰ和直流道Ⅱ，第二套筒内设有直流道Ⅲ，直流道Ⅲ一端与直流道Ⅰ连通，直流道Ⅲ另一端与环形流道Ⅱ连通，直流道Ⅱ与环形流道Ⅰ连通，聚合物熔体通过熔体入口进入经过环形流道Ⅰ到达第一套筒的环形尖端处，气流通过气流入口进入经过环形流道Ⅱ形成环形气流喷出，第四套筒置于第三套筒内、两端伸出第三套筒，第四套筒为绝缘隔热材料，与第三套筒间隙配合，能够在第三套筒内部上下滑动，调节卡套安装在第四套筒一端，用来固定第四套筒并调节其伸出长度，中心管为金属导电材料，中心管从第四套筒内部经过与第四套筒过盈配合，中心管下端固定针头，顶端与绝缘导管一端连通，绝缘导管另一端连接注射泵，中心管上部接高压静电发生器，加热圈包裹在第一套筒外侧，用来保持熔体温度和其在流道内的流动性；所述第一套筒靠近针头的端部为环形尖端，第一套筒与接地电极连接，注射泵内加入溶液，溶液经过绝缘导管和中心管，流到针头尖端，熔体经过环形流道Ⅰ沿环向均匀分布，打开高压静电发生器，经过中心管的传导，针头带电，形成射流，第一套筒的环形尖端与针头之间形成高压电场，环形尖端感应带电，熔体自组织形成均匀分布多射流，环形气流防止溶液纺丝所纺纤维飞向环形尖端，起隔离作用，同时对两种纤维进行拉伸，降低纤维直径，熔体和溶液形成的纤维在喷射过程中，相互缠绕、粘附，形成复合纤维。
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