CN111690994A - 一种石墨烯-涤纶纳米复合纤维的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于复合纤维生产技术领域，具体的说是一种石墨烯‑涤纶纳米复合纤维的制备方法，该方法中所使用的纺丝箱，通过设置箱体、转盘和导气杆；所述箱体的内部靠近箱体的上表面位置设有喷丝板；所述喷丝板的下表面固连有导管；所述箱体的内部靠近导管的下端面位置固连有冷板；所述冷板的内部左右滑动连接有导气杆；所述导管的内部转动连接有转盘；通过本发明有效的实现了纺丝纤维的平行气流冷却，避免了风向与纤维之间呈现垂直状态，风速的不均，非常容易导致空气湍动，造成飘丝问题，同时对纺丝纤维的冷却效果更加均匀，使得纺丝纤维的冷却时间以及拉丝比例保持一致，进而制得的纺丝质量较高。

Description

一种石墨烯-涤纶纳米复合纤维的制备方法
技术领域
本发明属于复合纤维生产技术领域，具体的说是一种石墨烯-涤纶纳米复合纤维的制备方法。
背景技术
石墨烯是目前已知最薄的二维纳米材料，它的晶格是由六个碳原子围成的六边2形，厚度为一个原子层，碳原子之间由s键连接，结合方式为sp杂化，这些s键赋予了石墨烯极其优异的力学性能和结构刚性，石墨烯的强度比最好的钢铁还要强100倍，石墨烯具有很高的导电性，是世界上电阻率最小的材料；石墨烯还是一种非常好的抗菌材料，基于石墨烯的力学性能，可以把石墨烯添加到聚合物基体中，能很好地改善材料的力学性能，如拉伸强度、模量、硬度等；基于石墨烯优异的电学性能，可以添加到复合材料中使绝缘体成为可以导电的材料，而且效果非常明显；还可以把石墨烯添加到复合材料中增加复合材料本身不具有的功能性，如抗菌性、阻燃性、抗辐射性等，因此，与其他纳米复合材料相比，石墨烯纳米复合材料具有无可比拟的优势。
根据CN105200547B一种石墨烯-涤纶纳米复合纤维的制备方法，现有技术中，熔体自纺丝头喷丝后，向周围空气中放出大量凝固热，为此必须在固过丝出喷丝板后吹冷风进行对流热交换，以带走放出的热量使熔体细流凝固成纤维，在冷却凝程中，均匀送风很重要，侧吹风送风不均匀会产生纤维条干不均，同时侧吹风和环吹风的风向由于均与纤维之间呈现垂直状态，风速的不均，容易导致空气湍动，造成飘丝问题上升，进而初生纤维条干不匀，使得拉丝时间不同，纤维直径大小不一，进而导致纺丝质量不稳定等问题。
鉴于此，为了克服上述技术问题，本公司设计研发了一种石墨烯-涤纶纳米复合纤维的制备方法，采用了特殊的纺丝箱，解决了上述技术问题。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，解决现有技术中，熔体自纺丝头喷丝后，向周围空气中放出大量凝固热，为此必须在固过丝出喷丝板后吹冷风进行对流热交换，以带走放出的热量使熔体细流凝固成纤维，在冷却凝程中，均匀送风很重要，侧吹风送风不均匀会产生纤维条干不均，同时侧吹风和环吹风的风向由于均与纤维之间呈现垂直状态，风速的不均，容易导致空气湍动，造成飘丝问题上升，进而初生纤维条干不匀，使得拉丝时间不同，纤维直径大小不一，进而导致纺丝质量不稳定等问题，本发明提出一种石墨烯-涤纶纳米复合纤维的制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种石墨烯-涤纶纳米复合纤维的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
S1：将涤纶聚酯切片使用前需要进行干燥，同时机械球磨剥离石墨烯，将干燥后的涤纶聚酯切片与剥离出的石墨烯按照质量比为100：0.1～20，进行配比，得到混合物，并将混合物导入搅拌罐；石墨烯作为一种由碳原子构成的二维蜂窝状晶体，具有无与伦比的力学性能和导电、导热、抗菌、抗辐射等功能性，它是目前已知的最薄、强度最高的材料，因此与现有技术相比，石墨烯-涤纶纳米复合纤维的断裂强度有了很大的提高；
S2：通过搅拌罐设定在10000～25000转/分钟的转速条件下，持续搅拌0.5～4min，对混合物进行高速混合，得到石墨烯-涤纶聚酯复合母粒；
S3：将S2中得到的石墨烯-涤纶聚酯复合母粒进行干燥处理，经过干燥后的复合母粒送入纺丝箱的加料仓，通过内部的螺杆挤出机构对复合母粒进行加热熔融并挤入到喷丝板；通过熔融共混制备石墨烯-涤纶聚酯母料在螺杆挤出机构中进行，复合母粒的制备简单易行，无须添加额外的设备，生产成本低，所以用熔融共混十分有利于实现工业化连续生产，并且熔融共混一般无须使用溶剂，在制备过程中也没有废气和废液排出，是一个环境友好的绿色纳米复合过程；
S4：通过喷丝板下表面的喷孔导出，然后经过缓冷装置，吹风冷却成型、上油，经对辊一、对辊二、对辊三拉伸和最后卷绕制成石墨烯-涤纶纳米复合纤维；通过纺丝箱的冷却机构，可以对喷丝板喷出的纺丝进行均匀的冷却，提升纺丝的品质；
其中S3中所使用的纺丝箱，包括箱体、转盘和导气杆；所述箱体为长方体结构设计；所述箱体的内部开设有空腔；所述箱体的下表面固连有均匀布置的支座；所述箱体的内部左右两侧侧面之间共同固连有同一个挤出管；所述挤出管的内部于挤出管的轴线位置转动连接有螺杆；所述箱体的左侧侧面于螺杆位置固连有第一电机，且第一电机的输出轴与螺杆之间固连接；所述挤出管的上方靠近挤出管的左侧侧面位置固连有加料斗；所述挤出管的上方靠近挤出管的左侧侧面位置固连有加料斗；设有所述箱体的内表面于挤出管的下方位置固连有固定板；所述固定板的下表面开设有安装槽；所述安装槽的内部固连有喷丝板；所述喷丝板的内部开设有喷丝腔，且喷丝腔与挤出管之间相互连通；所述喷丝板的下表面开设有均匀布置的喷孔；所述喷丝板的下表面固连有导管；所述箱体的下表面于导管位置开设有导孔；所述箱体的内部靠近导管的下端面位置固连有冷板；所述冷板的左右两侧侧面均开设有均匀布置的导槽；所述导槽的内部均左右滑动连接有导气杆；所述导气杆于对应导槽的内部位置均固连有活塞；所述导气杆的内部均开设有导气腔；所述导气杆的上表面均开设有均匀布置的喷气孔；所述导管的内部靠近喷丝板位置设有均匀布置的导气孔；工作时，现有技术中，熔体自纺丝头喷丝后，向周围空气中放出大量凝固热，为此必须在固过丝出喷丝板后吹冷风进行对流热交换，以带走放出的热量使熔体细流凝固成纤维，在冷却凝程中，均匀送风很重要，侧吹风送风不均匀会产生纤维条干不均，同时侧吹风和环吹风的风向由于均与纤维之间呈现垂直状态，风速的不均，容易导致空气湍动，造成飘丝问题上升，进而初生纤维条干不匀，使得拉丝时间不同，纤维直径大小不一，进而导致纺丝质量不稳定等问题，通过本发明的一种石墨烯-涤纶纳米复合纤维的制备方法，通过该制备方法中，所使用的纺丝箱，在进行纺丝时，首先将石墨烯-涤纶聚酯复合母粒通过加料斗，导入到挤出管，启动第一电机，第一电机转动并带动螺杆转动，螺杆转动会带动复合母料由左至右运动，在运动过程中会被加热熔融，熔融后的复合母料会导入到喷丝盘的喷丝腔内，进而通过喷丝板下表面均匀布置的喷孔挤出，刚运行的纺丝箱，为了避免导气杆对纤维蓬起问题，需要先通过导气孔导入冷气，对初始挤出的纤维进行冷却，当纤维稳定拉丝状态时，通过对导槽的内部均导入气体，进而导槽的内部气压增大，气压会顶动活塞向着导管位置移动，活塞进而带动对应的导气杆均导入到导管的内部，通过向导气管的内部导入冷气体，冷气体会通过导气杆上表面的喷气孔导出，实现对下拉纤维的均匀冷却，且此时的导气孔切换工作状态，可以将喷气孔导入的冷气体排出，由于喷气孔均与纤维平行，喷气孔喷出的冷气体对纤维的窜动影响较低，且喷气孔由于均匀分布于纤维的内部，对纤维的冷却效果更加均匀有效，通过本发明有效的实现了纺丝纤维的平行气流冷却，避免了风向与纤维之间呈现垂直状态，风速的不均，非常容易导致空气湍动，造成飘丝问题，同时对纺丝纤维的冷却效果更加均匀，使得纺丝纤维的冷却时间以及拉丝比例保持一致，进而制得的纺丝质量较高。
优选的，所述导气杆的前后纵向截面均为三角形结构设计；所述导气杆相对一侧侧面位置均为锥形结构设计；工作时，通过将导气杆的截面设计为三角形结构，当纺丝纤维在进行下拉并经过导气杆时，可以更为顺利的拉动，减少导气杆对纺丝纤维向下拉动的阻力影响，避免导气杆导致纺丝纤维大面积的断丝现象，同时通过将导气杆的端面设计为锥形结构，当导气杆导入导管的内部时，避免导气杆直接推动内部纺丝纤维，造成纺丝纤维的断裂问题。
优选的，所述箱体的左右两侧侧面于冷板位置均固连有固定块；两个所述固定块与箱体之间于冷板位置均开设有滑槽，且冷板均上下滑动连接于滑槽内部；所述固定块的内部均设有气缸；两个所述气缸均与冷板之间固定连接；所述导管的表面于导气杆位置均开设有滑孔；工作时，通过设置气缸，通过固定块内部气缸的伸缩会带动冷板上下运动，冷板上下运动会带动其内部的导气杆的上下运动，进而实现导气杆所在位置的调整，在生产不同拉丝比例状态的纺丝纤维时，可以通过调节导气杆的位置，来调节纺丝纤维冷却的时间，进而实现纺丝纤维拉伸的调节。
优选的，所述滑孔的内部于对应导气杆的上下两侧位置均设有密封导块，且密封导块相对于对应导气杆的一侧侧面位置均进行对应弧面结构设计；所述密封导块均上下滑动连接于对应的滑孔内部；上侧位置的所述密封导块的上表面与对应导孔的上表面之间位置均固连有波纹密封板；下侧位置的所述密封导块的下表面与对应导孔的下表面之间位置同样均固连波纹密封板；工作时，通过在导管的滑孔内部均设置密封导块，通过密封导块的表面均固连波纹密封板，当冷板上下运动时，其内部的导气杆也会同样上下调整，导气杆会推动对应密封导块的上下运动，配合波纹密封板的弹性伸缩，且密封导块均与对应的导气杆之间匹配结构设计，有效的实现了对导管滑孔的密封，避免通过导气杆喷出的的冷气体，通过滑孔导出，影响纺丝纤维的冷却效果。
优选的，所述导管的内部靠近喷丝板位置转动连接有转盘；右侧位置的所述固定块的内部于滑槽的上方位置开设有转动孔；右侧位置的所述固定块的上表面位置固连有第二电机；所述第二电机的输出轴穿过固定块的上臂，并延伸至转动孔的内部；所述第二电机的输出轴于转动孔的内部位置固连有主动齿轮；所述箱体的内表面于转盘与主动齿轮之间位置转动连接有传动齿轮，且传动齿轮与主动齿轮和转盘之间均啮合连接；所述转盘的内弧面靠近转盘的上表面位置开设一圈均匀布置的导气孔；工作时，通过设置第二电机，第二电机转动会带动主动齿轮转动，主动齿轮进而带动左侧的传动齿轮转动，传动齿轮进而带动转盘转动，转盘进而实现其内部均匀布置的导气孔均转动，通过导气杆喷出的冷气体，可以通过不断位置变化的导气孔导出，避免始终固定位置的导气孔使得冷气体固定方向汇集流动，进而导致纺丝纤维冷却不均的问题。
优选的，所述转盘的内弧面靠近转盘的下表面位置固连有一圈均匀布置的扰流板；工作时，通过在转盘的内部设置均匀布置的扰流板，当转盘转动时，转盘会带动其内部的扰流板均转动，扰流板使得导管的内部气流靠近扰流板位置呈现旋转涡流，进一步提升对纺丝纤维的均匀冷却效果。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的一种石墨烯-涤纶纳米复合纤维的制备方法，该方法中所使用的纺丝箱，通过设置箱体、转盘和导气杆，有效的实现了纺丝纤维的平行气流冷却，避免了风向与纤维之间呈现垂直状态，风速的不均，非常容易导致空气湍动，造成飘丝问题，同时对纺丝纤维的冷却效果更加均匀，使得纺丝纤维的冷却时间以及拉丝比例保持一致，进而制得的纺丝质量较高。
2.本发明所述的一种石墨烯-涤纶纳米复合纤维的制备方法，该方法中所使用的纺丝箱，通过设置转盘和扰流板，通过转盘转动，转盘进而实现其内部均匀布置的导气孔均转动，通过导气杆喷出的冷气体，可以通过不断位置变化的导气孔导出，避免始终固定位置的导气孔使得冷气体固定方向汇集流动，进而导致纺丝纤维冷却不均的问题，同时扰流板使得导管的内部气流靠近扰流板位置呈现旋转涡流，进一步提升对纺丝纤维的均匀冷却效果。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的方法流程图；
图2是本发明所使用的纺丝箱的外观图；
图3是本发明所使用的纺丝箱的俯视图；
图4是图3中A-A处的截面视图；
图5是图4中B处的局部放大视图；
图中：箱体1、支座11、挤出管12、螺杆13、第一电机14、加料斗15、固定板16、喷丝板17、导管18、转盘2、第二电机21、主动齿轮22、传动齿轮23、扰流板24、导气杆3、冷板31、活塞32、固定块33、气缸34、密封导块35、波纹密封板36。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图5所示，本发明所述的一种石墨烯-涤纶纳米复合纤维的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
S1：将涤纶聚酯切片使用前需要进行干燥，同时机械球磨剥离石墨烯，将干燥后的涤纶聚酯切片与剥离出的石墨烯按照质量比为100：0.1～20，进行配比，得到混合物，并将混合物导入搅拌罐；石墨烯作为一种由碳原子构成的二维蜂窝状晶体，具有无与伦比的力学性能和导电、导热、抗菌、抗辐射等功能性，它是目前已知的最薄、强度最高的材料，因此与现有技术相比，石墨烯-涤纶纳米复合纤维的断裂强度有了很大的提高；
S2：通过搅拌罐设定在10000～25000转/分钟的转速条件下，持续搅拌0.5～4min，对混合物进行高速混合，得到石墨烯-涤纶聚酯复合母粒；
S3：将S2中得到的石墨烯-涤纶聚酯复合母粒进行干燥处理，经过干燥后的复合母粒送入纺丝箱的加料仓，通过内部的螺杆13挤出机构对复合母粒进行加热熔融并挤入到喷丝板17；通过熔融共混制备石墨烯-涤纶聚酯母料在双螺杆13挤出机中进行，复合母粒的制备简单易行，无须添加额外的设备，生产成本低，所以用熔融共混十分有利于实现工业化连续生产，并且熔融共混一般无须使用溶剂，在制备过程中也没有废气和废液排出，是一个环境友好的绿色纳米复合过程；
S4：通过喷丝板17下表面的喷孔导出，然后经过缓冷装置，吹风冷却成型、上油，经对辊一、对辊二、对辊三拉伸和最后卷绕制成石墨烯-涤纶纳米复合纤维；通过纺丝箱的冷却机构，可以对喷丝板17喷出的纺丝进行均匀的冷却，提升纺丝的品质；
其中S3中所使用的纺丝箱，包括箱体1、转盘2和导气杆3；所述箱体1为长方体结构设计；所述箱体1的内部开设有空腔；所述箱体1的下表面固连有均匀布置的支座11；所述箱体1的内部左右两侧侧面之间共同固连有同一个挤出管12；所述挤出管12的内部于挤出管12的轴线位置转动连接有螺杆13；所述箱体1的左侧侧面于螺杆13位置固连有第一电机14，且第一电机14的输出轴与螺杆13之间固连接；所述挤出管12的上方靠近挤出管12的左侧侧面位置固连有加料斗15；所述挤出管12的上方靠近挤出管12的左侧侧面位置固连有加料斗15；设有所述箱体1的内表面于挤出管12的下方位置固连有固定板16；所述固定板16的下表面开设有安装槽；所述安装槽的内部固连有喷丝板17；所述喷丝板17的内部开设有喷丝腔，且喷丝腔与挤出管12之间相互连通；所述喷丝板17的下表面开设有均匀布置的喷孔；所述喷丝板17的下表面固连有导管18；所述箱体1的下表面于导管18位置开设有导孔；所述箱体1的内部靠近导管18的下端面位置固连有冷板31；所述冷板31的左右两侧侧面均开设有均匀布置的导槽；所述导槽的内部均左右滑动连接有导气杆3；所述导气杆3于对应导槽的内部位置均固连有活塞32；所述导气杆3的内部均开设有导气腔；所述导气杆3的上表面均开设有均匀布置的喷气孔；所述导管18的内部靠近喷丝板17位置设有均匀布置的导气孔；工作时，现有技术中，熔体自纺丝头喷丝后，向周围空气中放出大量凝固热，为此必须在固过丝出喷丝板17后吹冷风进行对流热交换，以带走放出的热量使熔体细流凝固成纤维，在冷却凝程中，均匀送风很重要，侧吹风送风不均匀会产生纤维条干不均，同时侧吹风和环吹风的风向由于均与纤维之间呈现垂直状态，风速的不均，容易导致空气湍动，造成飘丝问题上升，进而初生纤维条干不匀，使得拉丝时间不同，纤维直径大小不一，进而导致纺丝质量不稳定等问题，通过本发明的一种石墨烯-涤纶纳米复合纤维的制备方法，通过该制备方法中，所使用的纺丝箱，在进行纺丝时，首先将石墨烯-涤纶聚酯复合母粒通过加料斗15，导入到挤出管12，启动第一电机14，第一电机14转动并带动螺杆13转动，螺杆13转动会带动复合母料由左至右运动，在运动过程中会被加热熔融，熔融后的复合母料会导入到喷丝盘的喷丝腔内，进而通过喷丝板17下表面均匀布置的喷孔挤出，刚运行的纺丝箱，为了避免导气杆3对纤维蓬起问题，需要先通过导气孔导入冷气，对初始挤出的纤维进行冷却，当纤维稳定拉丝状态时，通过对导槽的内部均导入气体，进而导槽的内部气压增大，气压会顶动活塞32向着导管18位置移动，活塞32进而带动对应的导气杆3均导入到导管18的内部，通过向导气管的内部导入冷气体，冷气体会通过导气杆3上表面的喷气孔导出，实现对下拉纤维的均匀冷却，且此时的导气孔切换工作状态，可以将喷气孔导入的冷气体排出，由于喷气孔均与纤维平行，喷气孔喷出的冷气体对纤维的窜动影响较低，且喷气孔由于均匀分布于纤维的内部，对纤维的冷却效果更加均匀有效，通过本发明有效的实现了纺丝纤维的平行气流冷却，避免了风向与纤维之间呈现垂直状态，风速的不均，非常容易导致空气湍动，造成飘丝问题，同时对纺丝纤维的冷却效果更加均匀，使得纺丝纤维的冷却时间以及拉丝比例保持一致，进而制得的纺丝质量较高。
作为本发明的一种实施方式，所述导气杆3的前后纵向截面均为三角形结构设计；所述导气杆3相对一侧侧面位置均为锥形结构设计；工作时，通过将导气杆3的截面设计为三角形结构，当纺丝纤维在进行下拉并经过导气杆3时，可以更为顺利的拉动，减少导气杆3对纺丝纤维向下拉动的阻力影响，避免导气杆3导致纺丝纤维大面积的断丝现象，同时通过将导气杆3的端面设计为锥形结构，当导气杆3导入导管18的内部时，避免导气杆3直接推动内部纺丝纤维，造成纺丝纤维的断裂问题。
作为本发明的一种实施方式，所述箱体1的左右两侧侧面于冷板31位置均固连有固定块33；两个所述固定块33与箱体1之间于冷板31位置均开设有滑槽，且冷板31均上下滑动连接于滑槽内部；所述固定块33的内部均设有气缸34；两个所述气缸34均与冷板31之间固定连接；所述导管18的表面于导气杆3位置均开设有滑孔；工作时，通过设置气缸34，通过固定块33内部气缸34的伸缩会带动冷板31上下运动，冷板31上下运动会带动其内部的导气杆3的上下运动，进而实现导气杆3所在位置的调整，在生产不同拉丝比例状态的纺丝纤维时，可以通过调节导气杆3的位置，来调节纺丝纤维冷却的时间，进而实现纺丝纤维拉伸的调节。
作为本发明的一种实施方式，所述滑孔的内部于对应导气杆3的上下两侧位置均设有密封导块35，且密封导块35相对于对应导气杆3的一侧侧面位置均进行对应弧面结构设计；所述密封导块35均上下滑动连接于对应的滑孔内部；上侧位置的所述密封导块35的上表面与对应导孔的上表面之间位置均固连有波纹密封板36；下侧位置的所述密封导块35的下表面与对应导孔的下表面之间位置同样均固连波纹密封板36；工作时，通过在导管18的滑孔内部均设置密封导块35，通过密封导块35的表面均固连波纹密封板36，当冷板31上下运动时，其内部的导气杆3也会同样上下调整，导气杆3会推动对应密封导块35的上下运动，配合波纹密封板36的弹性伸缩，且密封导块35均与对应的导气杆3之间匹配结构设计，有效的实现了对导管18滑孔的密封，避免通过导气杆3喷出的的冷气体，通过滑孔导出，影响纺丝纤维的冷却效果。
作为本发明的一种实施方式，所述导管18的内部靠近喷丝板17位置转动连接有转盘2；右侧位置的所述固定块33的内部于滑槽的上方位置开设有转动孔；右侧位置的所述固定块33的上表面位置固连有第二电机21；所述第二电机21的输出轴穿过固定块33的上臂，并延伸至转动孔的内部；所述第二电机21的输出轴于转动孔的内部位置固连有主动齿轮22；所述箱体1的内表面于转盘2与主动齿轮22之间位置转动连接有传动齿轮23，且传动齿轮23与主动齿轮22和转盘2之间均啮合连接；所述转盘2的内弧面靠近转盘2的上表面位置开设一圈均匀布置的导气孔；工作时，通过设置第二电机21，第二电机21转动会带动主动齿轮22转动，主动齿轮22进而带动左侧的传动齿轮23转动，传动齿轮23进而带动转盘2转动，转盘2进而实现其内部均匀布置的导气孔均转动，通过导气杆3喷出的冷气体，可以通过不断位置变化的导气孔导出，避免始终固定位置的导气孔使得冷气体固定方向汇集流动，进而导致纺丝纤维冷却不均的问题。
作为本发明的一种实施方式，所述转盘2的内弧面靠近转盘2的下表面位置固连有一圈均匀布置的扰流板24；工作时，通过在转盘2的内部设置均匀布置的扰流板24，当转盘2转动时，转盘2会带动其内部的扰流板24均转动，扰流板24使得导管18的内部气流靠近扰流板24位置呈现旋转涡流，进一步提升对纺丝纤维的均匀冷却效果。
具体工作流程如下：
工作时，在进行纺丝时，首先将石墨烯-涤纶聚酯复合母粒通过加料斗15，导入到挤出管12，启动第一电机14，第一电机14转动并带动螺杆13转动，螺杆13转动会带动复合母料由左至右运动，在运动过程中会被加热熔融，熔融后的复合母料会导入到喷丝盘的喷丝腔内，进而通过喷丝板17下表面均匀布置的喷孔挤出，刚运行的纺丝箱，为了避免导气杆3对纤维蓬起问题，需要先通过导气孔导入冷气，对初始挤出的纤维进行冷却，当纤维稳定拉丝状态时，通过对导槽的内部均导入气体，进而导槽的内部气压增大，气压会顶动活塞32向着导管18位置移动，活塞32进而带动对应的导气杆3均导入到导管18的内部，通过向导气管的内部导入冷气体，冷气体会通过导气杆3上表面的喷气孔导出，实现对下拉纤维的均匀冷却，且此时的导气孔切换工作状态，可以将喷气孔导入的冷气体排出，由于喷气孔均与纤维平行，喷气孔喷出的冷气体对纤维的窜动影响较低，且喷气孔由于均匀分布于纤维的内部，对纤维的冷却效果更加均匀有效；通过将导气杆3的截面设计为三角形结构，当纺丝纤维在进行下拉并经过导气杆3时，可以更为顺利的拉动，减少导气杆3对纺丝纤维向下拉动的阻力影响，避免导气杆3导致纺丝纤维大面积的断丝现象，同时通过将导气杆3的端面设计为锥形结构，当导气杆3导入导管18的内部时，避免导气杆3直接推动内部纺丝纤维，造成纺丝纤维的断裂问题；通过设置气缸34，通过固定块33内部气缸34的伸缩会带动冷板31上下运动，冷板31上下运动会带动其内部的导气杆3的上下运动，进而实现导气杆3所在位置的调整，在生产不同拉丝比例状态的纺丝纤维时，可以通过调节导气杆3的位置，来调节纺丝纤维冷却的时间，进而实现纺丝纤维拉伸的调节；通过在导管18的滑孔内部均设置密封导块35，通过密封导块35的表面均固连波纹密封板36，当冷板31上下运动时，其内部的导气杆3也会同样上下调整，导气杆3会推动对应密封导块35的上下运动，配合波纹密封板36的弹性伸缩，且密封导块35均与对应的导气杆3之间匹配结构设计，有效的实现了对导管18滑孔的密封；通过设置第二电机21，第二电机21转动会带动主动齿轮22转动，主动齿轮22进而带动左侧的传动齿轮23转动，传动齿轮23进而带动转盘2转动，转盘2进而实现其内部均匀布置的导气孔均转动，通过导气杆3喷出的冷气体，可以通过不断位置变化的导气孔导出，避免始终固定位置的导气孔使得冷气体固定方向汇集流动；通过在转盘2的内部设置均匀布置的扰流板24，当转盘2转动时，转盘2会带动其内部的扰流板24均转动，扰流板24使得导管18的内部气流靠近扰流板24位置呈现旋转涡流。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种石墨烯-涤纶纳米复合纤维的制备方法，其特征在于：该制备方法包括以下步骤：
S1：将涤纶聚酯切片使用前需要进行干燥，同时机械球磨剥离石墨烯，将干燥后的涤纶聚酯切片与剥离出的石墨烯按照质量比为100：(0.1～20)，进行配比，得到混合物，并将混合物导入搅拌罐；
S2：通过搅拌罐设定在10000～25000转/分钟的转速条件下，持续搅拌0.5～4min，对混合物进行高速混合，得到石墨烯-涤纶聚酯复合母粒；
S3：将S2中得到的石墨烯-涤纶聚酯复合母粒进行干燥处理，经过干燥后的复合母粒送入纺丝箱的加料仓，通过内部的螺杆(13)挤出机构对复合母粒进行加热熔融并挤入到喷丝板(17)；
S4：通过喷丝板(17)下表面的喷孔导出，然后经过缓冷装置，吹风冷却成型、上油，经对辊一、对辊二、对辊三拉伸和最后卷绕制成石墨烯-涤纶纳米复合纤维；
其中S3中所使用的纺丝箱，包括箱体(1)、转盘(2)和导气杆(3)；所述箱体(1)为长方体结构设计；所述箱体(1)的内部开设有空腔；所述箱体(1)的下表面固连有均匀布置的支座(11)；所述箱体(1)的内部左右两侧侧面之间共同固连有同一个挤出管(12)；所述挤出管(12)的内部于挤出管(12)的轴线位置转动连接有螺杆(13)；所述箱体(1)的左侧侧面于螺杆(13)位置固连有第一电机(14)，且第一电机(14)的输出轴与螺杆(13)之间固连接；所述挤出管(12)的上方靠近挤出管(12)的左侧侧面位置固连有加料斗(15)；所述箱体(1)的内表面于挤出管(12)的下方位置固连有固定板(16)；所述固定板(16)的下表面开设有安装槽；所述安装槽的内部固连有喷丝板(17)；所述喷丝板(17)的内部开设有喷丝腔，且喷丝腔与挤出管(12)之间相互连通；所述喷丝板(17)的下表面开设有均匀布置的喷孔；所述喷丝板(17)的下表面固连有导管(18)；所述箱体(1)的下表面于导管(18)位置开设有导孔；所述箱体(1)的内部靠近导管(18)的下端面位置固连有冷板(31)；所述冷板(31)的左右两侧侧面均开设有均匀布置的导槽；所述导槽的内部均左右滑动连接有导气杆(3)；所述导气杆(3)于对应导槽的内部位置均固连有活塞(32)；所述导气杆(3)的内部均开设有导气腔；所述导气杆(3)的上表面均开设有均匀布置的喷气孔；所述导管(18)的内部靠近喷丝板(17)位置设有均匀布置的导气孔。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯-涤纶纳米复合纤维的制备方法，其特征在于：所述导气杆(3)的前后纵向截面均为三角形结构设计；所述导气杆(3)相对一侧侧面位置均为锥形结构设计。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯-涤纶纳米复合纤维的制备方法，其特征在于：所述箱体(1)的左右两侧侧面于冷板(31)位置均固连有固定块(33)；两个所述固定块(33)与箱体(1)之间于冷板(31)位置均开设有滑槽，且冷板(31)均上下滑动连接于滑槽内部；所述固定块(33)的内部均设有气缸(34)；两个所述气缸(34)均与冷板(31)之间固定连接；所述导管(18)的表面于导气杆(3)位置均开设有滑孔。
4.根据权利要求3所述的一种石墨烯-涤纶纳米复合纤维的制备方法，其特征在于：所述滑孔的内部于对应导气杆(3)的上下两侧位置均设有密封导块(35)，且密封导块(35)相对于对应导气杆(3)的一侧侧面位置均进行对应弧面结构设计；所述密封导块(35)均上下滑动连接于对应的滑孔内部；上侧位置的所述密封导块(35)的上表面与对应导孔的上表面之间位置均固连有波纹密封板(36)；下侧位置的所述密封导块(35)的下表面与对应导孔的下表面之间位置同样均固连波纹密封板(36)。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯-涤纶纳米复合纤维的制备方法，其特征在于：所述导管(18)的内部靠近喷丝板(17)位置转动连接有转盘(2)；右侧位置的所述固定块(33)的内部于滑槽的上方位置开设有转动孔；右侧位置的所述固定块(33)的上表面位置固连有第二电机(21)；所述第二电机(21)的输出轴穿过固定块(33)的上臂，并延伸至转动孔的内部；所述第二电机(21)的输出轴于转动孔的内部位置固连有主动齿轮(22)；所述箱体(1)的内表面于转盘(2)与主动齿轮(22)之间位置转动连接有传动齿轮(23)，且传动齿轮(23)与主动齿轮(22)和转盘(2)之间均啮合连接；所述转盘(2)的内弧面靠近转盘(2)的上表面位置开设一圈均匀布置的导气孔。
6.根据权利要求5所述的一种石墨烯-涤纶纳米复合纤维的制备方法，其特征在于：所述转盘(2)的内弧面靠近转盘(2)的下表面位置固连有一圈均匀布置的扰流板(24)。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112481714A (zh) * 2020-11-12 2021-03-12 厦门夏曦儿纺织机械有限公司 一种基于纺织生产的化学纤维抽丝设备
CN112831877A (zh) * 2020-12-31 2021-05-25 肇庆市高要区长河毛纺有限公司 一种腈纶纱线生产用的纺丝装置
CN113005530A (zh) * 2021-02-23 2021-06-22 李赛峰 一种聚丙烯加工用纺丝机
CN113062051A (zh) * 2021-04-03 2021-07-02 林加山 一种无纺布及其制备方法
CN113638063A (zh) * 2021-08-10 2021-11-12 南通云翔机械制造有限责任公司 熔喷法制备碳纤维用初生纤维制备装置及使用方法
CN115216882A (zh) * 2022-08-01 2022-10-21 南通南仓纺织品有限公司 一种聚酯纤维石墨烯牛奶绒面料及其制备方法
CN115787112A (zh) * 2022-11-04 2023-03-14 江苏嘉通能源有限公司 一种超细旦橘瓣型涤锦复合纤维的生产方法及其生产设备
CN118064991A (zh) * 2024-04-15 2024-05-24 烟台亮彩塑料科技有限公司 一种长丝纺粘非织布设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2953427A (en) * 1957-02-22 1960-09-20 Schweizerische Viscose Production of artificial filamentary materials
CN1407146A (zh) * 2001-08-25 2003-04-02 诺马格有限及两合公司 用来熔融纺丝和冷却单丝簇的装置
CN105200547A (zh) * 2015-10-19 2015-12-30 沙嫣 一种石墨烯-涤纶纳米复合纤维的制备方法
CN108221069A (zh) * 2018-04-12 2018-06-29 苏州金泉新材料股份有限公司 聚乳酸短纤维纺丝用的环吹风冷却装置
CN108842202A (zh) * 2018-06-05 2018-11-20 江苏和时利新材料股份有限公司 高性能pbt特种纤维生产工艺

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2953427A (en) * 1957-02-22 1960-09-20 Schweizerische Viscose Production of artificial filamentary materials
CN1407146A (zh) * 2001-08-25 2003-04-02 诺马格有限及两合公司 用来熔融纺丝和冷却单丝簇的装置
CN105200547A (zh) * 2015-10-19 2015-12-30 沙嫣 一种石墨烯-涤纶纳米复合纤维的制备方法
CN108221069A (zh) * 2018-04-12 2018-06-29 苏州金泉新材料股份有限公司 聚乳酸短纤维纺丝用的环吹风冷却装置
CN108842202A (zh) * 2018-06-05 2018-11-20 江苏和时利新材料股份有限公司 高性能pbt特种纤维生产工艺

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112481714A (zh) * 2020-11-12 2021-03-12 厦门夏曦儿纺织机械有限公司 一种基于纺织生产的化学纤维抽丝设备
CN112831877A (zh) * 2020-12-31 2021-05-25 肇庆市高要区长河毛纺有限公司 一种腈纶纱线生产用的纺丝装置
CN113005530B (zh) * 2021-02-23 2022-07-08 山东东泰力特新材料科技有限公司 一种聚丙烯加工用纺丝机
CN113005530A (zh) * 2021-02-23 2021-06-22 李赛峰 一种聚丙烯加工用纺丝机
CN114737319A (zh) * 2021-04-03 2022-07-12 林加山 一种无纺布的制备方法
CN113062051A (zh) * 2021-04-03 2021-07-02 林加山 一种无纺布及其制备方法
CN113062051B (zh) * 2021-04-03 2022-12-13 宁波九九依心数字科技有限公司 一种无纺布及其制备方法
CN114737319B (zh) * 2021-04-03 2023-02-28 杭州佳思可玲科技有限公司 一种无纺布的制备方法
CN113638063A (zh) * 2021-08-10 2021-11-12 南通云翔机械制造有限责任公司 熔喷法制备碳纤维用初生纤维制备装置及使用方法
CN115216882A (zh) * 2022-08-01 2022-10-21 南通南仓纺织品有限公司 一种聚酯纤维石墨烯牛奶绒面料及其制备方法
CN115787112A (zh) * 2022-11-04 2023-03-14 江苏嘉通能源有限公司 一种超细旦橘瓣型涤锦复合纤维的生产方法及其生产设备
CN115787112B (zh) * 2022-11-04 2024-01-30 江苏嘉通能源有限公司 一种超细旦橘瓣型涤锦复合纤维的生产方法及其生产设备
CN118064991A (zh) * 2024-04-15 2024-05-24 烟台亮彩塑料科技有限公司 一种长丝纺粘非织布设备

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