CN115110210B - 一种纺丝单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纺丝单元，至少包括：喷嘴，用于将从原料预处理单元挤出的熔融树脂沿着空腔从所述喷嘴的喷嘴尖端排出，以形成纺丝射流。在沿所述喷嘴的延伸方向上设置有能够从远离所述喷嘴的所述喷嘴尖端的一侧朝向所述喷嘴的所述喷嘴尖端所在侧的方向喷射第二气流的至少一个第二辅助纺丝单元。所述第二气流的气流喷射方向与纺丝射流方向相反，使得纺丝侧处的纺丝射流受到的压力作用更大，进而有利于达到对纳米纤维的直径细度的更高要求。在该设置下，纺丝单元不仅可以有效延长纳米纤维纺丝时的拉伸时间，并且可生产得到更小直径的纳米纤维。

Description

一种纺丝单元

技术领域

本发明涉及纳米纤维膜的制备技术领域，尤其涉及一种纺丝单元。

本分案申请的原始基础是申请号为202110658429.X，申请日为2021年6月11日，发明名称为“一种制备纳米纤维膜的装置”的专利申请。

背景技术

静电纺丝法是聚合物溶液或熔体在静电作用下进行喷射拉伸而获得超细纤维的纺丝方法。采用静电纺丝技术制得的纤维直径可达纳米级，并可在几个纳米到几个微米之间进行调节。目前静电纺丝技术已经大量应用于各种聚合物纳米纤维及纳米纤维膜的制备中，而制得的纳米纤维膜材料具有孔隙率高、比表面积大、纤维精细程度与均一性高、长径比大等优点。近年来，静电纺丝作为一种可制备超精细纤维的新型加工工艺已经引起人们的广泛关注。静电纺丝技术是非牛顿流体的高聚物溶液在高压电场的作用下克服表面张力和粘弹性力，进行拉伸弯曲运动获得纳米到亚微米级纤维的一种技术。静电纺丝的具体工作原理为：将聚合物溶液带上几千至上万伏静电，带电液滴在电场作用下被加速，当电场力足够大时，聚合物液滴可克服表面张力形成喷射细流，带电的聚合物射流在电场力、粘滞阻力、表面张力的作用下被拉伸细化，同时带电射流在电场中由于存在表面电荷而发生弯曲，细流在喷射过程中被蒸发或固化，最终落在收集装置上，形成类似无纺布的纳米纤维毡。

现有的静电纺丝装置一般由四部分组成，分别为：高压电源、电纺液供液装置、电纺液喷射装置、收集装置。工作过程为：电纺液供液装置利用注射器将聚合物溶液通过软管与固定在电纺液喷射装置上的金属针头相连，电纺液喷射装置通过金属片与高压电源装置相连，这样使金属针头与高压电源相连并使液体带电。在工作时，金属喷头与收集装置之间形成高压电场，聚合物溶液克服表面张力被拉伸细化形成纳米纤维被收集装置收集。在静电纺丝过程中，高分子溶液在高压静电场的作用下，首先形成“泰勒锥”，由于高分子链上带上电荷，在泰勒锥里高分子溶液中的高分子链在电荷的静电排斥作用下不断拉长，与此同时溶剂不断挥发，最终在收集板形成直径在微米以下(或几十到几百纳米)的纤维。

在熔体静电纺丝的过程中，静电纺丝喷头所喷射出的熔点比较高的熔体状的纺丝材料会因与其周围的环境温度相差较大而快速冷却下来，冷却下来的纺丝材料的流动性会大大降低，最终会导致无法正常制备出该纺丝材料特定的纳米纤维结构。另外，在同轴纺中，若静电纺丝喷头所喷射出的熔体状的纺丝材料的熔点与其周围的环境温度相差不大，则纺丝材料不能在喷射后快速冷却成型，此时，同轴纺丝喷头所喷射出的两种或多种纺丝材料则会发生相互渗透而混合在一起，最终会对所制备出的同轴纳米纤维的质量造成影响。因此，如何对纺丝材料周围的环境温度进行控制，以降低其对纺丝材料的影响是目前本领域技术人员亟待解决的主要技术问题之一。

目前，为了降低环境温度对纺丝材料的影响，现有常规方法是将整个静电纺丝装置放置在一个相对封闭的空间内，并在该封闭的空间内安装温控装置，通过温控装置对封闭空间内的温度进行控制，以降低环境温度对纺丝材料的影响。但是，由于需要将整个静电纺丝装置放置在一个封闭的空间内，将导致整个装置的体积比较大，而且温控装置需要对整个封闭空间内的温度进行控制和维持，将极大地增大能耗。

对此，现有技术中如公开号为CN110079878B的专利文献提出了一种静电纺丝喷头及静电纺丝装置，静电纺丝喷头包括：用于盛放熔体纺丝材料的料筒；设置在料筒底部的第一喷嘴；设置在料筒顶部的开口；设置在料筒的外围、用于在第一喷嘴喷射熔体纺丝材料时对第一喷嘴的喷射区域内的环境温度进行控制的温控装置。该申请所公开的上述技术方案中，在静电纺丝喷头所包含的料筒外围设置温控装置，通过温控装置在第一喷嘴喷射熔体纺丝材料时对第一喷嘴喷射区域内的环境温度进行控制，以降低环境温度对熔体纺丝材料的影响，因此，相对于将整个静电纺丝装置放置在封闭空间中进行温度控制而言，可以缩小在对纺丝材料周围的环境温度进行控制时所占据的体积，可以降低对纺丝材料周围的环境温度进行控制时所需的能耗。

公开号为CN103334165A的专利公开了一种静电纺丝装置，包括：供液器、分液器、多个静电纺丝喷头、高压电源、辅助气体发生装置、圆筒状引导器和双网筒收集器，辅助气体发生装置包括供气泵、气管和通气罩，通气罩通过气管与供气泵连通，形成辅助气流通道，多个静电纺丝喷头均匀分布于通气罩内，圆筒状引导器设置于辅助气体发生装置下方，双网筒收集器设置于圆筒状引导器内部。在该专利的技术方案中辅助气体发生装置由供气泵经气管与通气罩连通形成辅助气流通道，提供辅助气流环绕于纺丝射流四周，环绕于多个静电纺丝喷头与射流四周的的辅助气流将携带走静电纺丝喷头上聚焦的电荷，减小多个静电纺丝喷头电荷密度克服各个静电纺丝喷头间的相互抑制作用，保证相邻静电纺丝喷头的同时喷射提高喷高效率；辅助气流通道中的朝下气流将在纺丝射流上加载额外的拉伸作用力，并与电场力相合成促进射流的进一步拉伸细化；再者，辅助气流对射流运动飞行轨迹起到了约束与引导作用，引导电纺纤维在预定区域进行多层累加沉积，可防止纤维沉积面积扩散而影响收集效果。

公开号为CN104562444A的专利公开了一种静电喷射纳米蛛网防水透湿膜及其制备方法，具体包括：静电喷射过程中，以反向气流在平行于聚合物乳液液滴的喷射方向对液滴进行喷吹，促使液滴在电场中飞行时受力变形形成液膜，进而相分离形成具有稳定六边形网孔结构的二维网状材料。在该专利的技术方案中反向气流直接作用于聚合物乳液液滴导致了二维网状材料结构的生成。实际的大规模静电纺丝过程中，容易产生放电回流，导致本来用于制造纤维的电荷都被放电电流所消耗，继而影响纺丝的稳定生产，因此，为保障从喷嘴部位喷出的熔体纺丝材料具有足够的带电量，需规避辅助电极与喷嘴之间的放电过程，避免将可传导电流的导体等部件布置在辅助电极或喷嘴的相邻位置上。然而，在上述技术方案所提出的静电纺丝装置中，温控装置直接安装在喷嘴上，加热件采用的是加热棒、加热管或加热丝等，其一方面将会限制了喷嘴内可容置的熔体量，并且温控装置上的导体部分增大了静电纺过程的放电风险，另一方面整个静电纺丝环境中的温湿度一致而无法适应彼此对温度要求不同的纺丝接收端以及纺丝端。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请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

实际的大规模静电纺丝过程中，容易产生放电回流，导致本来用于制造纤维的电荷都被放电电流所消耗，继而影响纺丝的稳定生产，因此，为保障从喷嘴部位喷出的熔体纺丝材料具有足够的带电量，需规避辅助电极与喷嘴之间的放电过程，避免将可传导电流的导体等部件布置在辅助电极或喷嘴的相邻位置上。然而，在现有技术如公开号为CN110079878B的专利文献所提出的静电纺丝装置中，温控装置直接安装在喷嘴上，加热件采用的是加热棒、加热管或加热丝等，其一方面将会限制了喷嘴内可容置的熔体量，并且温控装置上的导体部分增大了静电纺过程的放电风险，另一方面整个静电纺丝环境中的温湿度一致而无法适应彼此对温度要求不同的纺丝接收端以及纺丝端。

针对现有技术之不足，本发明提供了一种制备纳米纤维膜的装置，至少包括：喷嘴，用于引导熔融树脂进行静电纺丝以生产纳米纤维膜，其特征在于，还包括第一辅助纺丝单元和第二辅助纺丝单元，其中，第一辅助纺丝单元，其被配置为能够形成沿所述喷嘴延伸的方向从喷嘴的后端侧朝向喷嘴的前端侧进行喷射加热的第一气流，第二辅助纺丝单元，其被配置为能够形成沿所述喷嘴延伸的方向从所述喷嘴的前端侧朝向喷嘴的后端侧进行喷射加热且被第一气流围绕的第二气流。

所述喷嘴延伸的方向可以是指纺丝射流方向，现有静电纺丝技术中通常采用纺丝针头作为喷嘴，因此喷嘴延伸的方向即可指纺丝针头的长度延伸方向。上述提及的沿某一方向或从某一端朝向另一端的方向的方式，并非绝对地指运动路径一定与该方向相平行，也不应理解为对运动路径的中间轨迹的限定，而可以是指运动路径的两端至少是位于该总体方向上。所述喷嘴的前端侧和后端侧指的是喷嘴在长度方向上的两端，但并非完全仅仅指代喷嘴这一部件的两端，而可以是指喷嘴延伸方向上的两端。喷射加热指的是气流带有一定的速度以及热量。

基于此，本申请所提出的制备纳米纤维膜的装置，通过采用双气流辅助加热以保持纺丝射流的熔融状态，不仅可以避免现有技术中采用温控装置而导致的熔体量缩减以及放电风险，并且该装置仅控制位于喷嘴附近的纺丝射流空间，对温度要求不同的纺丝接收端可采用不同的温控装置进行单独控制，进而解决了现有技术中采用温控装置而存在的无法适应彼此对温度要求不同的纺丝接收端以及纺丝端的问题。

根据一种优选实施方式，所述第二气流是第一气流沿所述喷嘴延伸的方向从喷嘴的后端侧朝向喷嘴的前端侧喷射进入第二辅助纺丝单元后由第二辅助纺丝单元将进入第二辅助纺丝单元的气流导出所形成的。

根据一种优选实施方式，用以引导第一气流的气流通道的一端为喷射通道，所述喷射通道被配置为以其气流喷射方向环绕喷嘴的延伸方向或纺丝射流方向的方式形成于纺丝单元上。

根据一种优选实施方式，所述装置还包括辅助电极和电绝缘单元，电绝缘单元具有围绕喷嘴所形成的位于喷嘴与辅助电极之间的空腔。

根据一种优选实施方式，经由喷射通道所排出的第一气流进入电绝缘单元中所形成的空腔，并以围绕纺丝射流空间的方式从喷嘴的后端侧朝向喷嘴的前端侧流动。

根据一种优选实施方式，第一气流从喷嘴的后端侧朝向喷嘴的前端侧流动，并且其与纺丝射流空间之间在与喷嘴延伸方向相垂直的方向上的距离具有递减趋势。

根据一种优选实施方式，所述装置还包括原料预处理单元以及由内筒和设于原料预处理单元与喷嘴之间且覆盖内筒的外筒所共同形成的套筒结构，内筒具有用以引导从原料预处理单元排出的熔融树脂的空腔。

根据一种优选实施方式，外筒套设在内筒的外部，外筒与内筒之间保留有用以形成第一辅助纺丝单元的间隙。

根据一种优选实施方式，辅助电极上以绕喷嘴的纺丝射流方向包围式环绕喷嘴的方式形成有辅助电极曲面。

本发明还提出了一种制备纳米纤维膜的装置，至少包括：喷嘴，用于引导熔融树脂进行静电纺丝以生产纳米纤维膜，还包括第一辅助纺丝单元和第二辅助纺丝单元，其中，第一辅助纺丝单元，其被配置为能够形成沿所述喷嘴延伸的方向从喷嘴的后端侧朝向喷嘴的前端侧进行喷射加热的第一气流，第二辅助纺丝单元，其被配置为能够形成沿所述喷嘴延伸的方向从所述喷嘴的前端侧朝向喷嘴的后端侧进行喷射加热且围绕第一气流的第二气流。

附图说明

图1是本发明提供的优选的制备纳米纤维膜的装置的简化剖视结构示意图；

图2是本发明提供的另一种优选实施方式下的制备纳米纤维膜的装置的简化剖视结构示意图；

图3是本发明提供的一种优选的气流输送腔的简化结构示意图。

附图标记列表

1：原料预处理单元 2：纺丝单元 3：喷嘴

3a：尖端 4：辅助电极 4a：辅助电极曲面

4c：第一开口端 4e：辅助电极延伸部 5：电绝缘单元

5a：第一内壁面 5b：第二内壁面 5c：第二开口端

5d：电绝缘延伸部 6：内筒 7：外筒

8：空腔 9：第一辅助纺丝单元 10：第一导入口

11：第二辅助纺丝单元 12：喷射通道 13：第二导入口

14：第一气流 15：第二气流 16：气流输送腔

17：捕获板 18：挡板 19：气流收集通道

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

本申请提出了一种制备纳米纤维膜的装置，如图1所示，该装置10包括原料预处理单元1和纺丝单元2。

原料预处理单元1用于对作为纳米纤维膜纺丝原料的树脂进行预处理，并将其排出至与原料预处理单元1输出端相连接的纺丝单元2。原料预处理单元1的内部可配置有输送通道、加热设备以及螺杆等部件，以使得进入到原料预处理单元1的输送通道内的原料经过熔融和混炼后得到熔融状态下的树脂。原料预处理单元1将熔融树脂挤出至纺丝单元2内用以进行纳米纤维膜纺。原料预处理单元1可以是由导电材料所构成。

纺丝单元2用于继续输送从原料预处理单元1挤出的熔融树脂，并将其排出至纺丝单元2与原料预处理单元1的外部，以进行静电纺丝。纺丝单元2中设置有喷嘴3。喷嘴3具有空腔8，并且其空腔8的一端与原料预处理单元1的输出端相连通。喷嘴3可将从原料预处理单元1挤出的熔融树脂沿着空腔8从喷嘴3的喷嘴尖端3a排出。喷嘴3可以是由导电材料所构成。优选地，喷嘴3的喷嘴尖端3a的直径尺寸的下限值可设定为不低于60μm。优选地，喷嘴尖端3a的直径尺寸的下限值可设定为不低于110μm。优选地，喷嘴尖端3a的直径尺寸的上限值可设定为不高于4000μm。优选地，喷嘴尖端3a的直径尺寸的上限值可设定为不高于3500μm。优选地，喷嘴尖端3a的直径尺寸可设定为60～4000μm，或110～3500μm。在该设定下的喷嘴尖端3a能够更有利于实现熔融树脂的稳定输送。

纺丝单元2还包括辅助电极4，辅助电极4用于使经喷嘴3的喷嘴尖端3a所排出的熔融树脂或静电纺射流更加稳定。辅助电极4可以是由导电材料所构成。辅助电极4的设置可使静电纺射流初始阶段的电场沿着纺丝射流的方向更加聚集，有利于抑制静电纺射流在脱离出喷嘴3的喷嘴尖端3a时所可能发生的不稳定弯曲鞭动，或延缓其所会发生的不稳定弯曲鞭动。

辅助电极4的一端面为辅助电极曲面4a，辅助电极曲面4a以其绕喷嘴3的纺丝射流方向包围式环绕喷嘴3的方式形成在辅助电极4上。辅助电极曲面4a为辅助电极4上面向喷嘴3的一侧端面。辅助电极曲面4a相对喷嘴3所在位置呈外凸式结构。在图2中所示出的为装置的剖视结构简化示意图，故而图2中所示出的辅助电极4所对应的为彼此呈镜像对称的两局部剖面，在立体结构中，辅助电极4类似于环状体结构。辅助电极4从周向上提供均匀稳定的辅助作用。

呈环状体结构的辅助电极4环绕喷嘴3而设置，因此辅助电极4的中心轴线与喷嘴3的纺丝射流方向相一致。辅助电极曲面4a在靠近或对应辅助电极曲面4a上喷嘴尖端3a的位置处具有第一开口端4c。第一开口端4c同样环绕喷嘴3而呈包围式的开放端面。第一开口端4c在该装置垂直于喷嘴3的纺丝射流方向上的剖视图中的横截面形状可以是圆形或椭圆形。

为使静电纺射流初始阶段的电场沿着纺丝射流的方向更加聚集，以及使得经由喷嘴尖端3a所排出的熔融树脂所带有的电荷量最大化，第一开口端4c在该装置垂直于喷嘴3的纺丝射流方向上的剖视图中的横截面形状优选为圆形。

优选地，辅助电极4可连接至高压静电发生器。高压静电发生器向辅助电极4提供为正电压或负电压的高压静电。辅助电极4的辅助电极曲面4a会产生电晕放电效应而形成电离区。电晕放电效应为一种气体自激导电现象，在电压很高曲率较大的带电体或称辅助电极4的附近，由于电场极强，将促使带电体或称辅助电极4附近的气体分子发生碰撞电离，将引起气体自激导电，进而使得处于自激导电的气体中的可导电物质例如熔融树脂获得电荷。优选地，喷嘴3可连接至高压静电发生器。

优选地，辅助电极曲面4a的任一局部区域均为曲面形状。此处提及的曲面形状可以是指非平面的形状，或是由于多个平面连续连接而共同形成的整体上可视为曲面的形状。

辅助电极曲面4a的任一局部区域处的曲面所对应的虚拟法线至少经过喷嘴3上喷嘴尖端3a所在的局部空间。此处提及的喷嘴尖端3a所在的局部空间可以指至少包含喷嘴尖端3a以及喷嘴尖端3a附近的涉及熔融树脂的空间范围。

为使辅助电极曲面4a的任一局部区域处的曲面所对应的虚拟法线至少经过喷嘴3上喷嘴尖端3a所在的局部空间，辅助电极曲面4a优选为球体表面的局部形状。

所述纺丝单元2还包括电绝缘单元5。为避免喷嘴3与辅助电极4相接触而产生放电回流进而损失电荷量的问题，该电绝缘单元5可配置在喷嘴3与辅助电极4之间的位置。喷嘴3与辅助电极4彼此互不接触且彼此间通过电绝缘单元5相对固定。优选地，电绝缘单元5可配置在辅助电极4上靠近喷嘴3所在侧的至少一个端面上。电绝缘单元5至少覆盖在辅助电极4上呈内凹式的端面上。优选地，电绝缘单元5至少覆盖在辅助电极曲面4a上。

如图2所示，电绝缘单元5直接与辅助电极4相接触且完全覆盖了辅助电极4的整个表面。电绝缘单元5可以是通过至少包裹辅助电极21整个表面的方式而形成的。在该设置下，电绝缘单元5作为将辅助电极4固定以及稳定在喷嘴3附近的支撑件。

电绝缘单元5中设置有第二开口端5c。第二开口端5c形成于电绝缘单元5上位于喷嘴3的喷嘴尖端3a所在侧的一端。第二开口端5c在该装置垂直于喷嘴3的纺丝射流方向上的剖视图中的横截面形状可以为圆形或椭圆形。

电绝缘单元5中设置有第一内壁面5a。第一内壁面5a朝向第二开口端5c所在侧呈倾斜形态。第一内壁面5a设置在电绝缘单元5上与喷嘴3尤其与喷嘴尖端3a相对应的位置处。第一内壁面5a朝向第二开口端5c所在侧呈倾斜形态且朝向第二开口端5c所在侧延伸至与第二开口端5c相接。第一内壁面5a绕喷嘴3尤其与喷嘴尖端3a呈包围式结构。第一内壁面5a绕喷嘴3尤其与喷嘴尖端3a所形成的包围式结构具有中空内腔。至少部分喷嘴尖端3a位于第一内壁面5a与第二开口端5c所限定的中空内腔中。

优选地，电绝缘单元5可以是由能够使得喷嘴3和辅助电极4之间处于电绝缘关系的介电材料制得。通过将电绝缘单元5作为喷嘴3和辅助电极4之间的电介质，避免放电回流问题进而有利于增加喷嘴3处的电荷量。

进一步优选地，电绝缘单元5可以是由单一种类的电介质材料所构成，也可以是由多种种类的多个电介质层相层叠所共同形成的多层结构。用于形成电绝缘单元5的电介质材料例如可包括作为绝缘材料的电木(酚醛树脂)、尼龙(聚酰胺)、氯乙烯树脂等等。

用于形成电绝缘单元5的电介质材料中还可包括抗静电材料。在纺丝过程中可能因电场等外界因素而导致少量的熔融树脂偏离纺丝射流方向，在此类情况下带有电荷的熔融树脂可能会附着在电绝缘单元5上。通过采用介于喷嘴3和辅助电极4之间的抗静电材料，可进一步规避电绝缘单元5被带有电荷的熔融树脂附着而意外带电的情况。

进一步优选地，电绝缘单元5中可以包括单一种类的防静电材料，也可以包括多种种类的多个防静电层。用于制备电绝缘单元5的防静电材料例如可包括作为防静电材料的聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸二乙酯或尼龙等等。

介于喷嘴3以及辅助电极曲面4a之间的用于形成电绝缘单元5的局部电介质材料的厚度可设置为不低于0.8mm。介于喷嘴3以及辅助电极曲面4a之间的用于形成电绝缘单元5的局部电介质材料的厚度可设置为不低于8mm。

用于形成电绝缘单元5的电介质材料的厚度，主要指的是当电绝缘单元5由单一类型或多种类型的电介质材料所构成时，在垂直于纺丝射流方向的上的电绝缘单元5的厚度的一半。

在电绝缘单元5的内部还复合设置有金属粒子或空气层的情况下，用于形成电绝缘单元5的电介质材料的总厚度不低于电绝缘单元5的整体厚度的二分之一。上述提及的电绝缘单元5的整体厚度可以是指电绝缘单元5在垂直于喷嘴3的纺丝射流方向上的有效宽度数据。电绝缘单元5上不同位置处所对应的电绝缘单元5的整体厚度数据可以相同也可以不同。优选地，在喷嘴3的纺丝射流方向上不同位置处所对应的电绝缘单元5的整体厚度数据可以相同也可以不同。上述提及的用于形成电绝缘单元5的电介质材料的总厚度可以是指电绝缘单元5的整体厚度去除电绝缘单元5内部复合的金属粒子或空气层所占的厚度后所得到的有效宽度数据。

如图2所示，纺丝单元2具有套管结构。该套管结构由内筒6和外筒7共同形成。外筒7设于原料预处理单元1与喷嘴3之间且覆盖在内筒6的外部。

内筒6具有空腔8，空腔8用于引导从原料预处理单元1排出的熔融树脂的输送方向。

根据一种优选实施方式，在原料预处理单元1与空腔8之间形成有用于将从原料预处理单元1排出的熔融树脂向空腔8输送的通路。原料预处理单元1、通路、空腔8和喷嘴3彼此依次连接，以此将熔融树脂分配至纺丝单元2。

外筒7套设在内筒6的外部。外筒7与内筒6之间保留有用以形成第一辅助纺丝单元9的间隙。该第一辅助纺丝单元9用以引导第一气流14。基于此，纺丝单元2中形成有能够向喷嘴3输送熔融树脂的空腔8，以及沿空腔8的延伸方向包覆空腔8而形成的第一辅助纺丝单元9。

优选地，纺丝单元2中形成有至少一个沿空腔8的延伸方向包覆空腔8的第一辅助纺丝单元9。

根据一种优选实施方式，沿第一辅助纺丝单元9所引出的第一气流14，从喷嘴3的后端侧朝着喷嘴尖端3a以围绕纺丝射流空间的方式进行喷射。纺丝射流空间指的是喷嘴3以及从喷嘴3排出的纺丝射流在纺丝单元2内部与之相邻的空间。喷嘴3的后端侧指的是相对喷嘴尖端3a所对应的喷嘴3上的另一端。喷嘴3的后端侧可以是指喷嘴3上相对靠近原料预处理单元1的一端。

对此，在本申请中，如图1所示，在纺丝单元2上喷嘴3或纺丝射流口所在的一端，设置有能够从远离喷嘴尖端3a的一侧朝向喷嘴3的喷嘴尖端3a所在侧喷射第一气流14的至少一个第一辅助纺丝单元9。

第一辅助纺丝单元9至少包括喷射通道12和第一导入口10。喷射通道12和第一导入口10彼此相连通。该喷射通道12位于纺丝单元2上相对喷嘴3更靠近供液侧的位置。供液侧可以是指喷嘴3的后端侧。该喷射通道12可将第一气流14以其从喷嘴3的后端侧朝向喷嘴尖端3延伸的方式提供至纺丝单元2的内部。第一导入口10用于将第一气流14供应至喷射通道12。

优选地，第一辅助纺丝单元9可采用与电绝缘单元5相同的材料。

该制备装置还包括设置在纺丝单元2以及原料预处理单元1外部的第一供应源(图中未示出)，第一供应源连接至第一导入口10用以供应第一气流14。

第一辅助纺丝单元9将来自第一导入口10的第一气流14沿着喷嘴3的延伸方向从喷嘴3的后端侧朝向喷嘴尖端3a以围绕纺丝射流空间的方式进行喷射。

第一气流14可以是具有一定热量的气流，以此有利于进一步促进细直径纺丝射流的形成。第一气流14的温度可以根据进行静电纺的原料来确定。第一气流14的温度可以优选为80℃～400℃，或100℃～250℃。

为进一步促进细直径纺丝射流的形成，第一辅助纺丝单元9中供应的第一气流14的气流量可以优选为50L/min～500L/min，或优选为150L/min～250L/min。

第一辅助纺丝单元9的一端设置有第一导入口10，以通过第一导入口10从外部向纺丝单元2的内部供应上述设置下的第一气流14。

该制备装置还包括设置在纺丝单元2以及原料预处理单元1外部的第一供应源(图中未示出)，第一供应源连接至第一导入口10用以供应第一气流14。

第一气流14有利于维持处于空腔8中的熔融树脂的熔融状态。优选地，在原料预处理单元1与空腔8之间的通路上配置有用于加热或维持树脂的熔融状态的常规加热装置。采取的加热或维持的温度优选为高于用于进行静电纺的原料树脂的熔点。

优选地，为同时保证导热性以及足够的机械强度，原料预处理单元1与空腔8之间的通路可以优选由金属材料构成。通路可通过接地线与接地体相连接，以避免引起原料预处理单元1上过高的电压负荷。

用以引导第一气流14的气流通道的两端分别为第一导入口10和喷射通道12。

根据一种优选实施方式，如图1所示，喷射通道12被配置为以其气流喷射方向环绕喷嘴3的延伸方向或纺丝射流方向的方式形成在纺丝单元2上。气流喷射方向环绕喷嘴3的延伸方向或纺丝射流方向，可以是指在经过喷射通道12引导而喷射出的第一气流14并非沿喷嘴3的延伸方向或纺丝射流方向进行喷射，而是朝向远离喷嘴3侧面的方向进行喷射。

喷射通道12的气流喷射方向环绕喷嘴3的延伸方向或纺丝射流方向，也可以是指喷射通道12的气流喷射方向以从喷嘴3相邻的位置朝向其与喷嘴3之间的连线距离逐渐增大且环绕喷嘴3的延伸方向或纺丝射流方向。

纺丝单元2上用以形成喷射通道12的内壁面在喷射通道12的长度延伸方向上是以朝向远离喷嘴3侧面的方向弯曲式延伸。优选地，纺丝单元2上用以形成喷射通道12的内壁面可以是弯曲筒状结构。

在该设置下，经由喷射通道12所排出的第一气流14沿着电绝缘单元5所形成的第一内壁面5a，以围绕纺丝射流的方式从喷嘴3的后端侧朝向喷嘴尖端3a的方向流动。

优选地，喷射通道12的出口端的切线和喷射通道12的出口端的切线的延伸线与第一内壁面5a相交的位置处的壁切线之间的夹角为锐角。第一气流14可以是通过沿着和喷射通道12的出口端的切线的延伸线与第一内壁面5a相交的位置处的壁切线之间的夹角为锐角的喷射通道12的出口端的切线而脱离喷射通道12。第一气流14通过喷射通道12转变至沿着电绝缘单元5所形成的第一内壁面5a的周向喷射的方式调整其流动形态。

在该设置下所得到的第一气流14可以大面积地对纺丝单元2中包括电绝缘单元5的内部结构进行加热并维持其加热状态。有利于保障经由纺丝单元2的熔融树脂的熔融状态，延迟熔融树脂的冷却凝固趋势。进而可以长时间地维持熔融树脂在脱离喷嘴3后的拉伸状态，可满足对纳米纤维的直径细度的更高要求。

电绝缘单元5上所形成的第一内壁面5a的结构和第一辅助纺丝单元9上所形成的喷射通道12的结构使得纺丝单元2内部能够维持其加热状态。

优选地，为通过第一气流14的喷射来持续地维持喷嘴3附近的纺丝射流空间环境，以使得熔融树脂在脱离喷嘴3后的拉伸状态能够更好地维持，电绝缘单元5所形成的足以容置喷嘴3的空腔内壁优选为倒立的圆台状。

在该设置下，电绝缘单元5中呈倒立的圆台状的空腔内壁的轴向与喷嘴3的延伸方向基本一致。

为进一步提高纺丝性能，如图1所示，呈倒立的圆台状的空腔内壁的下底面可设置在喷嘴3的喷嘴尖端3a所在侧。呈倒立的圆台状的空腔内壁的上底面设置在喷嘴3的后端侧。呈倒立的圆台状的空腔内壁的上下底面彼此相对设置且上底面比下底面的横截面面积大。优选地，电绝缘单元5中空腔的形状可以是以位于喷嘴3的后端侧的第二内壁面5b设为上底面，以电绝缘单元5上的第二开口端5c所在平面设为下底面的方式来配置。上底面与下底面的形状可以类似于圆形或椭圆形。如图1所示，电绝缘单元5中空腔的空间在从喷嘴3的后端侧朝向喷嘴的喷嘴尖端3a的指向上具有递减趋势。

在该设置下，第一气流14形成电绝缘单元5空腔中的旋流且该装置的纺丝射流空间位于该旋流之中。从喷嘴3的喷嘴尖端3a喷出的纺丝射流刚刚脱离喷嘴3而具有较高的温度，该温度可以较好地保持在其脱离喷嘴3之前的一定温度范围内。在电绝缘单元5中与喷嘴3的喷嘴尖端3a相对应的部分空腔中的部分第一气流14也刚从喷射通道12喷射出来，并且该部分的第一气流14在纺丝射流方向上与纺丝射流空间之间的距离最远。在该设置下，第一气流14在电绝缘单元5空腔中靠近喷嘴3以及喷嘴尖端3a的附近区域中对纺丝射流的加热保温作用较弱。随着电绝缘单元5中空腔的空间在从喷嘴3的后端侧朝向喷嘴的喷嘴尖端3a的指向上的递减，纺丝射流的温度将逐渐降低，相对地，第一气流14在纺丝射流方向上与纺丝射流空间之间的距离逐渐减小，使得第一气流14对纺丝射流的加热保温作用逐渐增加，基于此可将纺丝射流在电绝缘单元5中的温度维持在较为稳定的范围内，有利于提高纺丝性能。

如图1所示，在纺丝单元2上沿喷嘴3的延伸方向设置的一端，设置有能够从远离喷嘴3的喷嘴尖端3a的一侧朝向喷嘴3的喷嘴尖端3a所在侧的方向喷射第二气流15的至少一个第二辅助纺丝单元11。

第二气流15从远离喷嘴3的喷嘴尖端3a的一侧或从第二开口端5c所在侧朝向喷嘴3的喷嘴尖端3a所在侧的方向喷射。

通过相对第一气流14更靠近纺丝射流空间的方式喷射第二气流15，有利于更好地延迟熔融树脂的冷却凝固趋势。进而可以长时间地维持熔融树脂在脱离喷嘴3后的拉伸状态。并且，由于第二气流15的气流喷射方向与纺丝射流方向相反，使得第二开口端5c处的纺丝射流受到的压力作用更大，进而有利于达到对纳米纤维的直径细度的更高要求。在该设置下，不仅可有效延长纳米纤维纺丝时的拉伸时间，并且可生产得到更小直径的纳米纤维。

第二辅助纺丝单元11至少包括气流输送腔。该气流输送腔位于纺丝单元2上相对喷嘴3更靠近纺丝侧或第二开口端5c的位置。该气流输送腔可将第二气流15以从喷嘴3的喷嘴尖端3a朝向喷嘴3的后端延伸的方式提供至纺丝单元2内部。

优选地，第二辅助纺丝单元11还包括至少一个第二导入口13。至少一个第二导入口13用于将第二气流15供应至气流输送腔。至少一个第二导入口13用于将第一气流14捕获至气流输送腔中。

气流输送腔可以为环状空腔结构且该环状空腔结构上的内圈端面上沿其周向开设有至少一个开口。优选地，该环状空腔结构上的内圈端面上可设置有沿开口所在的端面的法向延伸的过渡通道，过渡通道上朝向环状空腔结构的中央的一端为开放端。上述开口或开放端均可作为第二导入口13。

气流输送腔可以为非完全为空腔的环状结构，其可以根据实际开设的第二导入口13的位置来确定需要开设为空腔的位置。

第二辅助纺丝单元11还包括设于第二导入口13外部壁面上的捕获板。捕获板的一端自第二导入口13朝向靠近纺丝射流空间的方向延伸。捕获板在其长度延伸方向上为曲面形状。能够更好地引导第二气流15的喷射方向。

经第二辅助纺丝单元11喷射出的第二气流15受到呈曲面形状的捕获板的导向作用而逐渐趋于与纺丝射流方向相一致的流动形态。

第二气流15是第二辅助纺丝单元11通过捕获板捕获第一气流14并使其通过第二导入口13进入气流输送腔后分流而得到的。

第二气流15可以是从至少两个第二导入口13进入纺丝单元2内部。由于第一气流14的输送通道12的结构以及第一内壁面5a的结构相对固定，使得第一气流14在进入到纺丝单元2内部后所形成的流动轨迹相对稳定。基于此可将能够在第二辅助纺丝单元11捕获到第一气流14的至少一个第二导入口13作为捕获入口。优选地，作为捕获入口的第二导入口13的数量为一个。

优选地，第二辅助纺丝单元11通过第二导入口13和捕获板来将第一气流捕获进气流输送腔(图中未示出)。第二辅助纺丝单元11通过导出口和导向板来将第一气流捕获进气流输送腔。

在该设置下，第二导入口13开设在纺丝单元内部的第一内壁面5a上。第二导入口13位于导出口的上方。在第一内壁面5a上与第二导入口13相对应的位置处设置有捕获板。该捕获板的板体朝向纺丝单元内部延伸。捕获板与其所在的局部第一内壁面5a的切线之间夹角为锐角。捕获板可以为曲面板状结构。第二导入口13与位于其下方的气流输送腔相连通。通过设置捕获板，可将第一气流捕获进入气流输送腔。

气流输送腔可以为环状空腔结构且该环状空腔结构上的内圈端面上沿其周向开设有至少一个开口。优选地，该环状空腔结构上的内圈端面上可设置有沿开口所在的端面的法向延伸的过渡通道，过渡通道上朝向环状空腔结构的中央的一端为开放端。上述开口或开放端均可作为导出口。第二辅助纺丝单元11还包括设于导出口外部壁面上的导向板。导向板的一端自导出口朝向靠近纺丝射流空间的方向延伸。导向板在其长度延伸方向上为曲面形状，能够更好地引导第二气流15脱离气流输送腔后的喷射方向。

优选地，气流输送腔上除了作为捕获入口的第二导入口13之外的其他第二导入口13可以被配置为在环状空腔结构上的内圈端面上等距布置。以此提高第二气流15对纺丝射流的稳定作用。

进一步优选地，第二辅助纺丝单元11还包括设于至少一个第二导入口13外部壁面上的挡板。挡板设于捕获板上与其板体延伸方向相垂直的一侧面上。挡板与捕获板可以是连续连接。挡板的板体从捕获板所在位置朝向第二导入口13所在位置延伸。挡板的板体在其捕获板所在位置朝向第二导入口13所在位置延伸的方向上为曲面形状，从而进一步有利于实现对第一气流14的捕获。并且挡板与捕获板的曲面结构能够减小对第一气流14的势能和/或温度的损耗。

基于作为捕获入口的至少一个第二导入口13捕获第一气流14的所在侧，在与之相对设置的另一侧设置该挡板。

由于电绝缘单元5中空腔的空间在从喷嘴3的后端侧朝向喷嘴的喷嘴尖端3a的指向上具有递减趋势，第一气流14在从喷嘴3的后端侧朝向喷嘴的喷嘴尖端3a或第二开口端5c的延伸方向上的流速会逐渐地加大。进而使得第一气流14在进入第二辅助纺丝单元11后所转变得到的第二气流15能够具有足够的释能从第二导入口13喷射出去。优选地，由于第一气流14在纺丝单元2内部为气旋流动形态而速度较快，因此能够较好地保障经过第二辅助纺丝单元11喷射出的第二气流15能够具有一定的热量，进一步稳定树脂的熔融状态。

现有技术中公开号为CN10322511的专利文献提出了一种熔体微分静电纺丝喷头，其采用了内锥面喷头加中间热风辅助的结构，该结构提高了静电纺丝的效率，但内锥面上熔融树脂受重力作用，在尖端部位的熔体较厚，将直接导致纺丝射流的直径尺寸较大，并且高速气流将随纺丝射流一起喷出，高速气流将扰动从尖端部位喷出后的纺丝射流形成泰勒锥的过程，进而导致纺丝接收端所收集到的纤维性能差。对此，本申请采用与纺丝射流方向相反的第二气流15，使得熔融树脂在重力和粘附力的作用下，经过空腔8的过程中尤其是即将脱离空腔8的过程中将受到第二气流15的影响而减薄，降低纺丝射流的直径尺寸。

本申请所提出的该装置通过气流的循环能够更高效率地有效利用带有热量的气流，仅需要单个气体供应源即可实现对纺丝射流的更好效果的保障。整个装置占用体积及其成本较低，有利于降低能耗，实现了对气流量以及热量的最大化利用。此外，气体从纺丝侧喷出的非常少，从装置的纺丝侧喷射出的只有纺丝射流和少量气流，能够更好地保障纺丝射流在脱离出该装置后能够顺利地形成泰勒锥进而由纺丝接收端所收集。即使存在气流从纺丝侧喷射出，由于第二气流与纺丝射流方向相反，因此从纺丝侧射出的基本为第一气流，由于第一气流是贴壁式的旋流形态，在喷射脱离该装置时由于较大的离心力而朝向远离纺丝射流空间散逸。

优选地，在纺丝单元2上沿喷嘴3的延伸方向设置的一端，设置有气流收集通道。气流收集通道至少能够收集从远离喷嘴3的喷嘴尖端3a的一侧朝向喷嘴3的喷嘴尖端3a所在侧的方向喷射的第二气流15。气流收集通道的一端连通至纺丝单元2的内腔。可通过设置开设于外筒7上的如图1所示的引流凹槽的方式，引导第二气流15主动进入到气流收集通道实现气流的收集。

根据另一种优选实施方式，沿第一辅助纺丝单元9引出的第一气流14，沿着喷嘴3的延伸方向(或称流体供应方向或纺丝射流方向)从喷嘴3的后端侧朝着喷嘴尖端3a喷射。第一气流14的气流喷射方向环绕纺丝射流空间且大致与纺丝射流方向相一致。

第一辅助纺丝单元9的一端设置有第一导入口10，以通过其从外部供应上述设置下的第一气流14。

该制备装置还包括设置在纺丝单元2以及原料预处理单元1外部的第一供应源(图中未示出)，第一供应源连接至第一导入口10用以供应第一气流14。

在本申请中，如图2所示，在纺丝单元2上沿喷嘴3的延伸方向设置的一端，设置有能够从远离喷嘴3的喷嘴尖端3a的一侧朝向喷嘴3的喷嘴尖端3a所在侧的方向喷射第二气流15的至少一个第二辅助纺丝单元11。

通过以包围第一气流14的方式喷射第二气流15，有利于长时间充分的保持熔融树脂的熔融状态。在该设置下，不仅可有效延长纳米纤维纺丝时的拉伸时间，并且可生产得到更小直径的纳米纤维。

第二辅助纺丝单元11至少包括喷射通道12和第二导入口13。该喷射通道12位于纺丝单元2上相对喷嘴3更靠近纺丝侧的位置。该喷射通道12可将第二气流15以从喷嘴3的喷嘴尖端3a朝向喷嘴3的后端延伸的方式提供至纺丝单元2内部。第二导入口13用于将第二气流15供应至喷射通道12。

优选地，第二辅助纺丝单元11可采用与电绝缘单元5相同的材料。

该制备装置还包括设置在纺丝单元2以及原料预处理单元1外部的第二供应源(图中未示出)，第二供应源连接至第二导入口13用以供应第二气流15。

第二辅助纺丝单元11将来自第二导入口13的第二气流15沿着喷嘴3的延伸方向从喷嘴3的喷嘴尖端3a朝向喷嘴3的后端以围绕第一气流14的方式进行喷射。

第二气流15可以同第一气流14选用相同加热状态下的同一类气流保持树脂的熔融状态。

第二供应源可以与第一供应源可以是相同或不同气体供应源。

用以引导第二气流15的气流通道的两端分别为第二导入口13和喷射通道12。

优选地，如图2所示，喷射通道12被配置为其气流喷射方向沿喷嘴3的延伸方向延伸的方式形成于纺丝单元2上。在该设置下，经由喷射通道12所排出的第二气流15可沿着电绝缘单元5所形成的第一内壁面5a，从喷嘴3的喷嘴尖端3a朝向喷嘴3的后端的方向流动，并继而调整为围绕第一气流14喷射的流动形态。

第二气流15可以是通过撞击电绝缘单元5上位于喷嘴3的后端侧的第二内壁面5b而使其转变至与第一气流14相同的喷射方向的方式调整其流动形态。

在该设置下所得到的第二气流15可以大面积地对纺丝单元2中包括电绝缘单元5的内部结构进行加热并维持其加热状态。有利于进一步地保障经由纺丝单元2的熔融树脂的熔融状态，延迟熔融树脂的冷却凝固趋势。有利于更好地维持熔融树脂在脱离喷嘴3后的拉伸状态。

电绝缘单元5上所形成的第一内壁面5a和第二内壁面5b的结构使得纺丝单元2内部能够维持其加热状态。

优选地，为通过第二气流15的喷射来持续地维持喷嘴3附近的空间环境，以使得熔融树脂在脱离喷嘴3后的拉伸状态的维持时间更长，电绝缘单元5所形成的足以容置喷嘴3的空腔内壁优选地被配置为圆台状。

在该设置下，电绝缘单元5中空腔内壁的圆台状的轴向与喷嘴3的延伸方向基本一致。

在该设置下，电绝缘单元5中空腔内壁上与圆台状的上底面相对应的端面可设置在喷嘴3的喷嘴尖端3a所在侧，或设置在喷嘴3的后端侧。

优选地，如图2所示，电绝缘单元5中空腔的形状可以是以位于喷嘴3的后端侧的第二内壁面5b设为上底面，以电绝缘单元5上的第二开口端5c所在平面设为下底面的方式来配置。上底面与下底面的形状可以类似于圆形或椭圆形。如图2所示，电绝缘单元5中空腔的空间在从喷嘴的喷嘴尖端3a朝向喷嘴3的后端侧的指向上具有递减趋势。

为将电荷集中在喷嘴3上以及进一步增大从喷嘴3中排出的熔融树脂的带电荷量，在本申请中，喷嘴3的喷嘴尖端3a被配置为位于电绝缘单元5中空腔的上下底面两者中心之间的假想连线上，或被配置为位于该假想连线的相近区域中。

为使纺丝射流能够更好地维持其熔融状态以及提供其在脱离喷嘴3后的拉伸状态的维持，在本申请中，电绝缘单元5还包括从其第二开口端5c向外延伸而形成的电绝缘延伸部5d。

电绝缘延伸部5d可优选地设置为与上述电绝缘单元5同样的电绝缘材料或电介质材料。

在电绝缘延伸部5d由电介质材料所构成时，其可以是由单一类型的电介质材料所构成，也可以是通过层压而包含多种类型的电介质材料的多层结构。

电绝缘延伸部5d可向外延伸而形成圆柱形，并且电绝缘延伸部5d上相对更靠近喷嘴3所在侧的壁面之间的间距也可被配置为具有朝向喷嘴3的喷嘴尖端3a延伸的递减趋势或递增趋势。

电绝缘延伸部5d可配置为从其第二开口端5c向外延伸而形成的圆柱形，以进一步稳定纺丝射流。

电绝缘延伸部5d可配置为可与用于形成第二开口端5c的部分相分离的组件，或与用于形成第二开口端5c的部分一体制造形成的组件。

为将电荷集中在喷嘴3上以及进一步增大从喷嘴3中排出的熔融树脂的带电荷量，在本申请中，纺丝单元2还包括从辅助电极4的第一开口端4c向外延伸的辅助电极延伸部分4e。

辅助电极延伸部分4e可以是由类似于辅助电极4的导电材料所构成。辅助电极延伸部分4e从辅助电极4的第一开口端4c向外延伸。

如图2所示，辅助电极延伸部4e与辅助电极4一体制造形成。辅助电极延伸部4e具有从第一开口端4c的整个外边缘向外延伸的圆柱形状。

辅助电极延伸部分4e可以被配置为与辅助电极4不同的构件，辅助电极延伸部分4e可以是能够与辅助电极4相分离的组件。

为保持从喷嘴3中排出的熔融树脂的带电荷量，辅助电极延伸部4e被配置有与辅助电极4相同的电压。

在使用该装置的静电纺丝过程中，在喷嘴3与纺丝接收端之间产生电场，在喷出第一气流14和第二气流15的状态下，从喷嘴3的喷嘴尖端3a排出熔融树脂。在排出的熔融树脂中，熔融树脂通过其内部所产生的电排斥力以及第一气流14和第二气流15的喷射辅助作用而使其直径进一步细化。

在本装置中所采用的熔融树脂可以是至少包括具有熔点的热塑性树脂的树脂组合物。具有熔点指的是在差示扫描量热法DSC中，在加热树脂时，在该树脂热分解之前，由从固体向液体变化而引起的吸热峰值。

热塑性树脂可以例如是聚烯烃树脂，例如聚乙烯、聚丙烯和乙烯-α-烯烃共聚物；聚酯树脂，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯；聚乳酸和液晶聚合物(液晶聚合物)；尼龙6和尼龙66等等。热塑性树脂可以是上述单一组成或至少两种成分的组合。

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。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 (10)

1.一种纺丝单元，至少包括：

喷嘴(3)，用于将从原料预处理单元(1)挤出的熔融树脂沿着空腔(8)从所述喷嘴(3)的喷嘴尖端(3a)排出，以形成纺丝射流；

其特征在于，

在沿所述空腔(8)的延伸方向设置有包覆所述空腔(8)而形成的第一辅助纺丝单元(9)；

第一辅助纺丝单元(9)用以引导第一气流(14)从所述喷嘴(3)的后端侧朝着所述喷嘴尖端(3a)以围绕纺丝射流空间的方式进行喷射；

在沿所述喷嘴(3)的延伸方向上设置有能够从远离所述喷嘴(3)的所述喷嘴尖端(3a)的一侧朝向所述喷嘴(3)的所述喷嘴尖端(3a)所在侧的方向喷射第二气流(15)的至少一个第二辅助纺丝单元(11)；

所述第二辅助纺丝单元(11)至少包括将所述第二气流(15)以从所述喷嘴(3)的所述喷嘴尖端(3a)朝向所述喷嘴(3)的后端延伸的方式提供至所述纺丝单元内部的气流输送腔，所述第二气流(15)的气流喷射方向与纺丝射流方向相反，从而延长纺丝时的拉伸时间；

所述第二气流(15)是所述第一气流(14)沿所述喷嘴(3)延伸的方向从所述喷嘴(3)的后端侧朝向所述喷嘴(3)的前端侧喷射进入所述第二辅助纺丝单元(11)后由所述第二辅助纺丝单元(11)将进入所述第二辅助纺丝单元(11)的气流导出所形成的。

2.根据权利要求1所述的纺丝单元，其特征在于，所述气流输送腔位于所述纺丝单元上相对所述喷嘴(3)更靠近纺丝侧位置。

3.根据权利要求2所述的纺丝单元，其特征在于，所述第二辅助纺丝单元(11)还包括至少一个第二导入口(13)，至少一个所述第二导入口(13)用于将所述第二气流(15)供应至所述气流输送腔。

4.根据权利要求3所述的纺丝单元，其特征在于，所述第二辅助纺丝单元(11)还包括设于所述第二导入口(13)外部壁面上的捕获板；

所述捕获板的一端自所述第二导入口(13)朝向靠近纺丝射流空间的方向延伸；

经所述第二辅助纺丝单元(11)喷射出的所述第二气流(15)受到呈曲面形状的所述捕获板的导向作用而逐渐趋于与纺丝射流方向相一致的流动形态。

5.根据权利要求1所述的纺丝单元，其特征在于，所述纺丝射流空间指的是所述喷嘴(3)以及从所述喷嘴(3)排出的纺丝射流在所述纺丝单元内部与之相邻的空间。

6.根据权利要求1所述的纺丝单元，其特征在于，所述第一气流(14)围绕所述第二气流(15)。

7.根据权利要求6所述的纺丝单元，其特征在于，在所述纺丝单元上所述喷嘴(3)或纺丝射流口所在的一端，设置有能够从远离所述喷嘴尖端(3a)的一侧朝向所述喷嘴(3)的所述喷嘴尖端(3a)所在侧喷射所述第一气流(14)的至少一个所述第一辅助纺丝单元(9)。

8.根据权利要求7所述的纺丝单元，其特征在于，第一辅助纺丝单元(9)至少包括喷射通道(12)和第一导入口(10)；

所述喷射通道(12)和所述第一导入口(10)彼此相连通，所述喷射通道(12)位于所述纺丝单元上相对所述喷嘴(3)更靠近供液侧的位置；

所述喷射通道(12)可将所述第一气流(14)以其从所述喷嘴(3)的后端侧朝向喷嘴尖端3延伸的方式提供至所述纺丝单元的内部，所述第一导入口(10)用于将所述第一气流(14)供应至所述喷射通道(12)。

9.根据权利要求8所述的纺丝单元，其特征在于，所述喷射通道(12)被配置为以其气流喷射方向环绕所述喷嘴(3)的延伸方向或纺丝射流方向的方式形成在所述纺丝单元上。

10.根据权利要求9所述的纺丝单元，其特征在于，所述纺丝单元还包括辅助电极(4)，所述辅助电极(4)的一端面为辅助电极曲面(4a)，所述辅助电极曲面(4a)以其绕所述喷嘴(3)的纺丝射流方向包围式环绕所述喷嘴(3)的方式形成在所述辅助电极(4)上。