CN114808437B - 聚合物纱线表面处理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种聚合物纱线表面处理的方法，通过先配置分散有功能纳米颗粒的表面处理液，再借助于表面处理系统内各个结构之间的相互作用在聚合物纱线表面形成一层厚度均匀的表面处理液层，最后经干燥处理和冷却，即可在聚合物纱线的表面形成厚度均匀的功能材料层，最终制得功能化的聚合物纱线。通过上述方法，不仅可对多种聚合物纱线进行表面改性，还可提升聚合物纱线的力学性能。此外，还可通过对功能材料层厚度的调控及功能纳米颗粒的选择，赋予聚合物纱线多样化功能，使其更适于应用。通过上述方式，本发明提出了一种具有设备结构简单、操作方便及易于实现工业化生产的聚合物纱线表面处理的方法。

Description

聚合物纱线表面处理的方法
技术领域
本发明涉及纤维材料技术领域，尤其涉及一种聚合物纱线表面处理的方法。
背景技术
聚合物长丝经表面处理后不仅可以调控其性能使其应用更广泛，还可提高聚合物长丝的附加值。但是，现有的长丝的表面处理技术较为复杂、设备要求高、工序复杂，特别是对于高弹性以及断裂强度小的长丝，利用现有的表面处理技术难以在其表面形成厚度均匀的膜层，同时调控膜层厚度也难以精确。因此，发展一种适用于高弹性以及断裂强度小的聚合物长丝表面处理的方法和技术手段具有重要的战略意义和经济价值。
现有技术中，中国专利申请号为201310505697.3，公开日期为2014年2月5日，名称为“一种聚合物长丝表面复合功能纳米粒子的方法”中公开了一种聚合物长丝表面复合功能纳米粒子的方法，上述方法中通过使聚合物长丝经过共混液和厚度控制模具上的导丝孔使聚合物长丝表面附着一定厚度的共混液，然后使表面复合共混溶液的聚合物长丝经去离子水和热处理即得到表面复合功能纳米粒子的聚合物长丝。上述方法虽然可对聚合物长丝的长丝表面进行功能化处理，但是当聚合物长丝的断裂强度较小时由于溶液的粘滞阻力易使长丝断裂，同时聚合物长丝上粘滞的共混溶液层的厚度通过导丝孔的接触式控制，聚合物长丝表面上粘附的复合共混溶液在没有凝固或固化之前必须经过多次导丝器件改变通过的路径；而表面附着有共混溶液的聚合物长丝在进入去离子水与热干燥箱使复合共混溶液固化时，易导致聚合物长丝表面的共混溶液层厚度不均匀，因而最终聚合物长丝表面的固化膜层厚度也不均匀。
有鉴于此，有必要设计一种改进的聚合物纱线表面处理的方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种设备结构简单、操作方便及易于实现工业化生产的聚合物纱线表面处理的方法。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种聚合物纱线表面处理的方法，包括如下步骤：
S1、表面处理液的配置：配置聚合物溶液，并在所述聚合物溶液中分散功能纳米颗粒，制得表面处理液；
S2、聚合物纱线的表面处理：将步骤S1中的所述表面处理液注入表面处理系统的供液系统，再借助于所述表面处理系统内各个结构之间的相互作用即在所述聚合物纱线的表面形成厚度均匀的表面处理液层，制得表面处理后的聚合物纱线；
S3、经表面处理后的聚合物纱线的热固化成型：使所述表面处理后的聚合物纱线经干燥处理和冷却后，在所述聚合物纱线的表面形成厚度均匀的功能材料层，制得功能化的聚合物纱线。
优选的，所述表面处理系统包括对所述聚合物纱线进行表面处理的处理系统、将所述表面处理液输送至所述处理系统的所述供液系统及位于所述处理系统一侧的干燥处理装置，所述干燥处理装置用于对所述表面处理后的聚合物纱线进行热固化成型，所述干燥处理装置的末端设有上牵伸组，所述上牵伸组将所述功能化的聚合物纱线牵伸接入第一转轮上进行缠绕和收集。
优选的，所述供液系统包括用于盛装所述表面处理液的注射器液管和与所述注射器液管配合工作的推泵；所述处理系统包括联动的双轮组成的下牵伸组和位于所述双轮之间的压轮，所述压轮与所述下牵伸组具有大小相等方向相反的线速度，所述压轮上环设有浅槽；所述上牵伸组包括第二转轮和设置于所述第二转轮一侧的转轮，所述第二转轮和所述转轮具有大小相等方向相反的线速度。
优选的，所述处理系统的另一侧设有缠绕有所述聚合物纱线的线盘，所述线盘上的所述聚合物纱线通过位于所述线盘一侧的两个联动的第三转轮输送至所述处理系统，所述线盘与两个所述第三转轮具有大小相等方向相反的线速度，且所述线盘随两个所述第三转轮的转动而转动。
优选的，在步骤S2中，所述表面处理系统对所述聚合物纱线的表面处理，通过如下步骤进行：先将所述表面处理液吸入所述注射器液管中，所述注射器液管通过软管接入所述浅槽内，将吸有所述表面处理液的所述注射器液管置于所述推泵中，然后利用所述推泵将所述注射器液管内的所述表面处理液挤入所述浅槽内，来自所述线盘的所述聚合物纱线从所述浅槽内引出所述下牵伸组，即在所述聚合物纱线表面形成厚度为10～100μm的所述表面处理液层。
优选的，在步骤S2中，所述推泵的推出速度为1～10ml/min，所述浅槽的深度和宽度均为0.2～2mm，所述下牵伸组内所述聚合物纱线的引出速度为10～600m/min。
优选的，所述聚合物纱线包括但不限于具有弹性的聚合物长丝、具有弹性的聚合物复合纱线、无弹性的聚合物长丝及无弹性的聚合物复合纱线。
优选的，在步骤S3中，所述干燥处理的温度为80～200℃，所述功能材料层的厚度为0.5～25μm。
优选的，在步骤S1中，所述功能纳米颗粒的粒径小于150nm，加入的所述功能纳米颗粒与所述聚合物溶液的质量百分比为0～20％。
优选的，在步骤S1中，所述聚合物溶液的质量百分数为1～20％，所述聚合物溶液的溶剂为四氢呋喃、六氟异丙醇、丙酮、三氟乙醇、二氯甲烷、三氯甲烷、二甲基甲酰胺，甲酸、乙酸、水中的一种或几种的混合液。
本发明的有益效果是：
1、本发明提供了一种聚合物纱线表面处理的方法，通过先配置分散有功能纳米颗粒的表面处理液，再借助于表面处理系统在聚合物纱线表面形成一层厚度均匀的表面处理液，最后经干燥处理和冷却，即可在聚合物纱线的表面形成厚度均匀的功能材料层，最终制得功能化的聚合物纱线。通过上述方法，本发明提出了一种设备结构简单、操作方便及易于实现工业化生产的聚合物纱线表面处理的方法。
2、本发明提供了一种聚合物纱线表面处理的方法，通过将表面处理系统设置成包括供液系统、处理系统及干燥处理装置，借助于上述几个部分之间的相互协调完成聚合物纱线的表面处理，确保了表面处理可连续进行。通过在处理系统内设置压轮和下牵伸组，并在压轮上设置可对表面处理液进行暂存的浅槽，借助于压轮与下牵伸组的双轮对聚合物纱线的夹持和二者的相对运动使表面处理液在聚合物纱线上形成表面处理液层，由于表面处理过程中聚合物纱线是在下牵伸组和压轮的夹持作用下从浅槽内引出的，而不是借助于外力实现的，因而可以减少表面处理液对聚合物纱线的粘滞阻力；接着，使经表面处理后的聚合物纱线在上牵引组的作用下进入干燥处理装置内，促使表面处理液层固化，以在聚合物纱线表面形成厚度均匀的功能材料层，由于聚合物纱线经表面处理过程后进入干燥处理时无需使用导丝器件改变长丝通过的路径，因而表面处理液层在固化前其厚度不会受到外界的影响，从而聚合物纱线上最终得到的功能材料层的厚度能够保持均匀。通过上述方法，有效解决了现有技术中对聚合物纱线进行表面处理时，聚合物纱线易发生断裂和聚合物纱线表面的固化膜层厚度不均匀的问题。
3、本发明提供了一种聚合物纱线表面处理的方法，通过借助于供液系统可对与聚合物纱线接触的表面处理液的溶液量进行控制；通过调整表面处理液的浓度、表面处理液的推出速度、浅槽的深度和宽度、聚合物纱线引出下牵伸组的牵引速度可对功能材料层的厚度进行调控，还可通过对聚合物溶液和功能纳米颗粒的种类进行调整来调控功能材料层的性质；另外，通过调整表面处理系统运行过程中各部分的线速度，可使本发明提出的方法同时适用于弹性和非弹性聚合物纱线，提升了该方法的实用性；通过上述方法，不仅可对聚合物纱线进行表面改性，还可提升聚合物纱线的力学性能，赋予聚合物纱线多样化功能，使其更适于应用。本发明提出的聚合物纱线表面处理的方法有效解决了现有技术中聚合物长丝表面膜层处理复杂和对设备要求高的问题。
附图说明
图1为本发明的聚合物纱线表面处理的方法的流程示意图；
图2为图1中压轮的结构示意图；
附图标记如下：
1、注射器液管；2、推泵；3、压轮；4、浅槽；5、聚合物纱线；6、下牵伸组；7、干燥箱；8、上牵伸组；9、第一转轮；10、第三转轮；11、线盘。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
请参阅图1所示，本发明提供的聚合物纱线表面处理的方法，包括如下步骤：
S1、表面处理液的配置：配置质量百分数为1～20％的聚合物溶液，并在聚合物溶液中分散功能纳米颗粒，得到表面处理液；
S2、聚合物纱线的表面处理：将步骤S1中的表面处理液吸入注射器液管1中，注射器液管1通过软管接入压轮3的浅槽4内，将吸有表面处理液的注射器液管1置于推泵2中，压轮3设置于联动的双轮之间，联动的双轮组成下牵伸组6，线盘11在两个联动的第三转轮10的带动下发生转动从而将其上的聚合物纱线5退出至第三转轮10上，在下牵伸组6和压轮3的共同作用下进入浅槽4与浅槽4内的表面处理液相遇并从浅槽4内引出下牵伸组6，聚合物纱线5离开浅槽4后在聚合物纱线5的表面形成厚度均匀的表面处理液层；
S3、经表面处理后的聚合物纱线的热固化成型：
在上牵伸组8的牵引下，步骤S2中得到的表面附着有表面处理液的聚合物纱线引出干燥处理装置，聚合物纱线5上的表面处理液固化成膜，再经冷却后即在聚合物纱线5表面形成功能材料层，制得功能化的聚合物纱线，再经第一转轮9即可对功能化的聚合物纱线进行缠绕和收集。
优选的，在步骤S1中，聚合物溶液中的聚合物为天然聚合物丝素、胶原蛋白、明胶、壳聚糖、纤维素、纤维蛋白原中的一种或几种的混合液，也可以是人工聚合物热塑性聚氨酯或聚乙烯醇缩醛或聚偏氟乙烯或聚乙交酯、聚丙交酯、聚已内酯、聚乙烯醇，醋酸纤维素，聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚氨酯中的一种或几种的混合液。
优选的，在步骤S1中，聚合物溶液的溶剂为四氢呋喃、六氟异丙醇、丙酮、三氟乙醇、二氯甲烷、三氯甲烷、二甲基甲酰胺，甲酸、乙酸、水中的一种或几种的混合液。
优选的，在步骤S1中，功能纳米颗粒为二氧化钛、氧化锌、四氧化三铁、三氧化二铝、碳纳米管、石墨烯以及银中的一种或几种的混合物；功能纳米颗粒的粒径小于150nm；加入的功能纳米颗粒与聚合物溶液的质量百分比为0～20％。
具体地，表面处理系统包括对聚合物纱线5进行表面处理的处理系统、将表面处理液输送至处理系统的供液系统及位于处理系统一侧的干燥处理装置，干燥处理装置用于进行热固化成型，干燥处理装置的末端设有上牵伸组8，上牵伸组8包括第二转轮和设置在第二转轮上的压轮，第二转轮和压轮的运动方向相反且具有相同的线速度，借助于第二转轮和压轮可将功能化的聚合物纱线牵伸接入第一转轮9上进行缠绕和收集；其中，供液系统包括用于盛装表面处理液的注射器液管1和与注射器液管1配合工作的推泵2，处理系统包括联动的双轮组成的下牵伸组6和位于双轮之间的压轮3，压轮3可随上述双轮的转动而转动且下牵伸组6与压轮3具有大小相等方向相反的线速度，压轮3上环设有浅槽4；如此设置，可在对聚合物纱线5进行表面处理时，使聚合物纱线5在压轮3与下牵伸组6的双轮的夹持下，随压轮3和下牵伸组6的双轮的转动与浅槽4内的表面处理液相接触，同时，随下牵伸组6的双轮的转动连续地在聚合物长丝5上形成表面处理液层，由于表面处理是在压轮3和下牵伸组6的双轮的共同作用下完成的，因而聚合物纱线5可与表面处理液充分接触，促使聚合物纱线5上表面处理液层的厚度均匀；特别地，处理系统的另一侧设有缠绕有聚合物纱线5的线盘11，线盘11的一侧设有两个联动的第三转轮10，线盘与两个第三转轮10具有大小相等方向相反的线速度，通过两个联动的第三转轮10可将线盘11上的聚合物纱线5输送至处理系统进行表面处理。
需要说明的是，下牵伸组6与压轮3、两个联动的第三转轮10与线盘11及上牵伸组8的线速度均可调，只需根据实际需要进行调整即可。
优选的，在步骤S2中，聚合物纱线包括但不限于具有弹性的聚合物长丝、具有弹性的聚合物复合纱线、无弹性的聚合物长丝及无弹性的聚合物复合纱线；推泵的推出速度为1～10ml/min，压轮浅槽的深度和宽度均为0.2～2mm；下牵伸组内聚合物纱线5的引出速度为10～600m/min。
特别地，当需要对具有弹性的聚合物纱线进行表面处理时，可使下牵伸组6与压轮3、两个联动的第三转轮10与线盘11及上牵伸组8的线速度不一致，为了确保整个表面处理过程的处理效果更好，可使上牵伸组8的线速度大于下牵伸组6与压轮3和两个联动的第三转轮10与线盘11的线速度；对于无弹性的聚合物纱线，为了避免聚合物纱线5在表面处理过程中出现断裂，可使下牵伸组6与压轮3、两个联动的第三转轮10与线盘11及上牵伸组8的线速度保持相等，使聚合物纱线5在无牵伸状态下进行表面处理。
优选的，在步骤S2中，表面处理液层的厚度为10～100μm。
优选的，在步骤S3中，干燥箱的温度为80～200℃；功能材料层的厚度为0.5～25μm。
下面结合具体的实施例对本发明的聚合物纱线表面处理的方法进行说明：
实施例1
S1、表面处理液的配置：以热塑性聚氨酯为溶质、二甲基甲酰胺为溶剂配置质量百分数为1％的聚合物溶液制得表面处理液；
S2、氨纶长丝的表面处理：将步骤S1中的表面处理液吸入注射器液管1中，注射器液管1通过软管接入压轮3上的浅槽4内，将吸有溶液的注射器液管1置于推泵2中，推泵2的推出速度为5ml/min，压轮放置于联动的双轮之间组成下牵伸组6，氨纶长丝从深度为0.2mm、宽度为0.2mm的压轮3的浅槽4内引出下牵伸组6，下牵伸组6内氨纶长丝的引出速度为600m/min，氨纶长丝与表面处理液在浅槽4内相遇，氨纶长丝离开浅槽4后在氨纶长丝表面均匀形成厚度为10μm的表面处理液层；
S3、经表面处理后的氨纶长丝的热固化成型：
在上牵伸组8的牵引下，步骤S2中得到的表面附着有表面处理液的聚合物纱线引出温度为150℃的干燥箱7，氨纶长丝上的表面处理液固化成膜，再经冷却板冷却后即在氨纶长丝表面形成厚度为1μm的功能材料层，制得功能化的氨纶长丝。
实施例2至3
实施例2至3与实施例1的区别仅在于：步骤S1中聚合物溶液的质量百分数不同，其他步骤与实施例1的基本相同，在此不再赘述。应用不同质量百分数的表面处理液对聚合物纱线进行表面修饰制得的功能化聚合物纱线的强力如表1所示，从表1中可以看出功能化聚合物纱线的强力随表面处理液中聚合物溶液质量百分数的增大而增强。
表1不同质量百分数下制得的功能化聚合物纱线的强力
项目 质量百分数(％) 断裂强力(N)
实施例1 1 1.68
实施例2 10 1.79
实施例3 20 1.99
实施例4至5
实施例4至5与实施例1的区别仅在于：步骤S1中加入的纳米颗粒与聚合物溶液的质量百分数不同，其他步骤与实施例1的基本相同，在此不再赘述。加入不同量的纳米颗粒制得的功能化聚合物纱线的强力如表2所示，从表2中可以看出当向功能化聚合物纱线中引入适量的纳米颗粒时可对功能化聚合物纱线的强力进行增强。
表2不同纳米颗粒与聚合物溶液的质量百分数下制得的功能化聚合物纱线的强力
实施例6至7
实施例6至7与实施例1的区别仅在于：步骤S2中推泵的推出速度不同，其他步骤与实施例1的基本相同，在此不再赘述。不同的推出速度下制得的功能化聚合物纱线的强力如表3所示，从表3中可以看出当推泵的推出速度为10ml/min时制得的功能化聚合物纱线的强力最大。
表3不同的推出速度下制得的功能化聚合物纱线的强力
实施例8至9
实施例8至9与实施例1的区别仅在于：步骤S2中聚合物纱线的引出速度不同，其他步骤与实施例1的基本相同，在此不再赘述。不同的引出速度下制得的功能化聚合物纱线的强力如表4所示，从表4中可以看出当纱线的引出速度为300m/min时制得的功能化聚合物纱线的强力最大。
表4不同的推出速度下制得的功能化聚合物纱线的强力
项目 引出速度(m/min) 断裂强力(N)
实施例1 600 1.68
实施例8 300 2.32
实施例9 10 2.56
下面对聚合物纱线的表面处理的机理进行说明：
应用本发明提供的聚合物纱线表面处理的方法对聚合物纱线5进行表面处理时，注射器液管1中的表面处理液在推泵2的作用下，通过软管进入压轮3上的浅槽4内；与此同时，两个联动的第三转轮10发生转动并带动线盘11转动，将缠绕在线盘11上的聚合物纱线5退至第三转轮10上，并在两个第三转轮10和线盘11的共同作用下进入处理系统，再在在下牵伸组6和压轮3的夹持作用下连续地在聚合物纱线5上形成表面处理液层，由于表面处理是在压轮3和下牵伸组6的双轮的共同作用下完成的，因而聚合物纱线5可与表面处理液充分接触，促使聚合物纱线5上表面处理液层的厚度均匀，此外，由于表面处理过程中聚合物纱线5是在下牵伸组6和压轮3的夹持作用下从浅槽4内引出的，而不是借助于外力实现的，因而可以减少表面处理液对聚合物纱线5的粘滞阻力；同时，上牵伸组8将表面附着有表面处理液层的聚合物纱线5向干燥处理装置一侧牵引，此时，在一定的温度下，表面处理液层在聚合物纱线5上固化成膜，最终在聚合物纱线5表面形成功能材料层，制得功能化的聚合物纱线，在该步骤中，由于聚合物纱线5在经过处理系统后即进入干燥处理装置，因而表面处理液层在固化前其厚度不会受到外界的影响，使聚合物纱线5上最终得到的功能材料层的厚度能够保持均匀。最后，通过上牵伸组8将功能化的聚合物纱线牵伸接入第一转轮9上进行缠绕和收集；当需要结束表面处理过程时，可使不需要进行表面处理的聚合物纱线通过第三转轮10退绕至线盘11上，然后关闭整个表面处理系统，完成聚合物纱线的表面处理过程。上述方法中，聚合物纱线表面的功能材料层的厚度可通过调整表面处理液的浓度、表面处理液的推出速度、浅槽的深度和宽度、聚合物纱线引出下牵伸组的牵引速度进行调控；若需对功能材料层的性能进行调控，可通过选择不同的表面处理液的溶剂和功能纳米颗粒来实现。
综上所述，本发明提出的聚合物纱线表面处理的方法，通过先配置分散有功能纳米颗粒的表面处理液，再借助于表面处理系统内各个结构之间的相互作用在聚合物纱线表面形成一层厚度均匀的表面处理液层，最后经干燥处理和冷却，即可在聚合物纱线的表面形成厚度均匀的功能材料层，最终制得功能化的聚合物纱线；通过借助于供液系统可对与聚合物纱线接触的表面处理液的溶液量进行控制。通过上述方法，不仅可对聚合物纱线进行表面改性，还可提升聚合物纱线的力学性能。此外，还可通过对功能材料层厚度的调控及功能纳米颗粒的选择，赋予聚合物纱线多样化功能，使其更适于应用。通过上述方式，本发明有效解决了现有技术中聚合物纱线表面膜层处理复杂、对设备要求高及膜层厚度与均匀性难以控制的问题，同时，本发明提出的方法具有设备结构简单、操作方便及易于实现工业化生产的优势。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种聚合物纱线表面处理的方法，其特征在于，适用于高弹性以及断裂强度小的聚合物纱线，包括如下步骤：
S1、表面处理液的配置：配置聚合物溶液，并在所述聚合物溶液中分散功能纳米颗粒，制得表面处理液；
S2、聚合物纱线的表面处理：将步骤S1中的所述表面处理液注入表面处理系统的供液系统，再借助于所述表面处理系统内各个结构之间的相互作用即在所述聚合物纱线(5)的表面形成厚度均匀的表面处理液层，制得表面处理后的聚合物纱线；
S3、经表面处理后的聚合物纱线的热固化成型：使所述表面处理后的聚合物纱线经干燥处理和冷却后，在所述聚合物纱线(5)的表面形成厚度均匀的功能材料层，制得功能化的聚合物纱线；
所述表面处理系统包括对所述聚合物纱线(5)进行表面处理的处理系统、将所述表面处理液输送至所述处理系统的所述供液系统及位于所述处理系统一侧的干燥处理装置；
所述供液系统包括用于盛装所述表面处理液的注射器液管(1)和与所述注射器液管(1)配合工作的推泵(2);所述处理系统包括联动的双轮组成的下牵伸组(6)和位于所述双轮之间的压轮(3),所述压轮(3)与所述下牵伸组(6)具有大小相等方向相反的线速度，所述压轮(3)上环设有浅槽(4)；所述浅槽(4)的深度和宽度均为0.2～2mm，所述处理系统的另一侧设有缠绕有所述聚合物纱线(5)的线盘(11)；
在步骤S2中，所述表面处理系统对所述聚合物纱线(5)的表面处理，通过如下步骤进行：先将所述表面处理液吸入所述注射器液管(1)中，所述注射器液管(1)通过软管接入所述浅槽(4)内，将吸有所述表面处理液的所述注射器液管(1)置于所述推泵(2)中，然后利用所述推泵(2)将所述注射器液管(1)内的所述表面处理液挤入所述浅槽(4)内，来自所述线盘(11)的所述聚合物纱线(5)从所述浅槽(4)内引出所述下牵伸组(6),即在所述聚合物纱线(5)表面形成厚度为10～100μm的所述表面处理液层；
所述干燥处理装置用于对所述表面处理后的聚合物纱线进行热固化成型，所述干燥处理装置的末端设有上牵伸组(8),所述上牵伸组(8)将所述功能化的聚合物纱线牵伸接入第一转轮(9)上进行缠绕和收集；
所述上牵伸组(8)包括第二转轮和设置于所述第二转轮一侧的转轮，所述第二转轮和所述转轮具有大小相等方向相反的线速度；
在步骤S1中，所述聚合物溶液的质量百分数为1～20%,所述聚合物溶液的溶剂为四氢呋喃、六氟异丙醇、丙酮、三氟乙醇、二氯甲烷、三氯甲烷、二甲基甲酰胺，甲酸、乙酸、水中的一种或几种的混合液。
2.根据权利要求1所述的聚合物纱线表面处理的方法，其特征在于，所述线盘(11)上的所述聚合物纱线(5)通过位于所述线盘(11)一侧的两个联动的第三转轮(10)输送至所述处理系统，所述线盘(11)与两个所述第三转轮(10)具有大小相等方向相反的线速度，且所述线盘(11)随两个所述第三转轮(10)的转动而转动。
3.根据权利要求1所述的聚合物纱线表面处理的方法，其特征在于，在步骤S2中，所述推泵(2)的推出速度为1～10ml/min,所述下牵伸组(6)内所述聚合物纱线(5)的引出速度为10～600m/min。
4.根据权利要求1所述的聚合物纱线表面处理的方法，其特征在于，在步骤S3中，所述干燥处理的温度为80～200℃,所述功能材料层的厚度为0.5～25μm。
5.根据权利要求1所述的聚合物纱线表面处理的方法，其特征在于，在步骤S1中，所述功能纳米颗粒的粒径小于150nm,加入的所述功能纳米颗粒与所述聚合物溶液的质量百分比为0～20%。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115434019B (zh) * 2022-10-21 2023-11-10 辛集市梅花皮业有限公司 一种用于胶原蛋白纤维的纺丝系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113774501A (zh) * 2021-09-15 2021-12-10 武汉纺织大学 基于微流体涂层技术制备皮芯纤维的装置及其使用方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101726792B (zh) * 2009-12-15 2013-02-13 长飞光纤光缆有限公司 一种耐高温光纤及其制造方法
CN103556451B (zh) * 2013-10-24 2015-10-07 武汉纺织大学 一种聚合物长丝表面复合功能纳米粒子的方法
DE102014015864A1 (de) * 2014-10-25 2016-04-28 Oerlikon Textile Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines multifilen Fadens
CN108893896A (zh) * 2018-06-29 2018-11-27 江南大学 一种纤维素纤维细纱常温在线上浆纺纱机及上浆方法
CN110172791B (zh) * 2019-05-21 2021-08-31 武汉纺织大学 一种改善氨纶长丝强力的加工方法
CN110499559B (zh) * 2019-07-30 2020-12-25 武汉纺织大学 一种高强度复合纱线和织物的制备方法
CN110373839B (zh) * 2019-08-21 2022-02-11 福建隆源纺织有限公司 一种纱线均匀上蜡的生产装置
CN110983522A (zh) * 2019-12-16 2020-04-10 武汉纺织大学 增强纱线强力的纺纱装置及其工艺
CN214289070U (zh) * 2020-12-15 2021-09-28 周俊杰 一种适用于两辊式涂覆的涂层辊压力控制装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113774501A (zh) * 2021-09-15 2021-12-10 武汉纺织大学 基于微流体涂层技术制备皮芯纤维的装置及其使用方法

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