一種龍卷旋風(fēng)式制備納米捻線靜電紡絲噴頭裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種龍卷旋風(fēng)式制備納米捻線靜電紡絲噴頭裝置，屬于靜電紡絲領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，社會(huì)對納米材料提出了更高的要求，靜電紡絲由于可以制備出納米級的纖維而備受關(guān)注并在近些年成為研宄熱點(diǎn)，并且被公認(rèn)為制備納米纖維是最為快速、有效的方法。
[0003]加捻是對纖紗、長絲加上捻度最為關(guān)鍵的步驟，核心設(shè)備是加捻機(jī)及紡絲設(shè)備內(nèi)部的加捻機(jī)構(gòu)，通過加捻方法合并多股單紗，但傳統(tǒng)加捻機(jī)存在設(shè)備笨重、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺陷，同時(shí)當(dāng)紗線絞死機(jī)構(gòu)后難以清理，不易實(shí)現(xiàn)微納級加捻。已有的發(fā)明專利《一種離心靜電紡納米捻線高速制備裝置及工藝》(CN103409861 A)揭示了通過結(jié)合靜電紡絲技術(shù)和離心紡絲技術(shù)，并由空氣壓縮機(jī)和旋風(fēng)真空發(fā)生器聯(lián)合使用在腔室內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)氣流，引導(dǎo)纖維形成捻線，但其裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且真空吸風(fēng)孔會(huì)將纖維吸入造成堵塞，最終導(dǎo)致加捻失敗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明一種龍卷旋風(fēng)式制備納米捻線靜電紡絲噴頭裝置，提出利用風(fēng)筒的切向氣流孔和氣流導(dǎo)管的豎直氣流入口分別接通空氣壓縮機(jī)，通入氣流在風(fēng)筒內(nèi)腔中耦合產(chǎn)生向下移動(dòng)的龍卷旋風(fēng)，龍卷旋風(fēng)帶動(dòng)纖維旋轉(zhuǎn)加捻；進(jìn)一步地，通過控制豎直氣流和切向氣流的流速來產(chǎn)生不同類型的龍卷旋風(fēng)，最終實(shí)現(xiàn)對靜電紡納米纖維的不同加捻需求。
[0005]本發(fā)明一種龍卷旋風(fēng)式制備納米捻線靜電紡絲噴頭裝置，主要包括氣流導(dǎo)管、紡絲料筒、連接件、風(fēng)筒、空氣壓縮機(jī)、孔電極板、高壓靜電發(fā)生器、捻線收集輥、捻度保持轉(zhuǎn)臺(tái)、切向氣流孔、螺釘、加熱圈和溫度傳感器；氣流導(dǎo)管、紡絲料筒及連接件由內(nèi)至外通過螺紋同軸連接，氣流導(dǎo)管上端豎直氣流入口接空氣壓縮機(jī)，進(jìn)料口位于連接件的上表面，連接件與風(fēng)筒通過螺釘連接，切向氣流孔位于風(fēng)筒下端并接空氣壓縮機(jī)；孔電極板位于噴頭正下方20cm(10-40cm)、捻線收集輥和捻度保持轉(zhuǎn)臺(tái)位于孔電極板正下方30cm(10-50cm)，孔電極板接通高壓靜電發(fā)生器，紡絲料筒接地。
[0006]本發(fā)明一種龍卷旋風(fēng)式制備納米捻線靜電紡絲噴頭裝置，其氣流導(dǎo)管與紡絲料筒、分流柱筒與連接件間為螺紋結(jié)構(gòu)連接，氣流導(dǎo)管外壁和紡絲料筒內(nèi)壁形成料腔，紡絲料筒下部為紡絲尖端，聚合物熔體經(jīng)由料腔流至紡絲尖端。
[0007]本發(fā)明一種龍卷旋風(fēng)式制備納米捻線靜電紡絲噴頭裝置，其豎直氣流入口和切向氣流孔可接冷、熱不同溫度的氣流，在風(fēng)筒內(nèi)腔耦合形成龍卷旋風(fēng)，順直氣流有利于聚攏纖維，并提供下降速度，旋轉(zhuǎn)氣流使纖維相互纏繞同時(shí)可對纖維進(jìn)一步牽伸細(xì)化，二者耦合形成龍卷旋風(fēng)完成對纖維的加捻，匹配不同的氣流流速對纖維進(jìn)行不同程度加捻。
[0008]本發(fā)明一種龍卷旋風(fēng)式制備納米捻線靜電紡絲噴頭裝置，其風(fēng)筒為耐高溫絕緣非駐極體材料，對電分布影響可忽略，切向氣流孔在風(fēng)筒下部周向均勻排列分布，開口外高內(nèi)低，切向氣流孔的中心線與風(fēng)筒內(nèi)圓柱面切線成一定角度，角度范圍為0-90°，切向氣流孔孔徑、個(gè)數(shù)可適當(dāng)調(diào)整。
[0009]本發(fā)明一種龍卷旋風(fēng)式制備納米捻線靜電紡絲噴頭裝置，其加熱方式為加熱圈或熱棒對連接件和紡絲料筒加熱，各加熱器與溫度傳感器配合。
[0010]本發(fā)明一種龍卷旋風(fēng)式制備納米捻線靜電紡絲噴頭裝置，其孔電極板中間有圓孔，接高壓靜電發(fā)生器，與接地的紡絲料筒尖端形成電場進(jìn)行紡絲，龍卷旋風(fēng)帶著加捻纖維通過圓孔。
[0011]本發(fā)明一種龍卷旋風(fēng)式制備納米捻線靜電紡絲噴頭裝置，其捻線收集輥固定在捻度保持轉(zhuǎn)臺(tái)上，由電機(jī)傳動(dòng)在豎直平面旋轉(zhuǎn)，收集納米捻線，同時(shí)可以進(jìn)一步對纖維牽伸細(xì)化；捻度保持轉(zhuǎn)臺(tái)可由電機(jī)傳動(dòng)可在水平面旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)時(shí)方向與龍卷旋風(fēng)方向相反，可增加納米纖維捻度，也可保持靜止，不改變納米纖維捻度。
[0012]本發(fā)明一種龍卷旋風(fēng)式制備納米捻線靜電紡絲噴頭裝置，其優(yōu)點(diǎn)在于加捻方式簡單，通過豎直方向氣流和切向氣流親合形成龍卷旋風(fēng)直接對纖維進(jìn)行加捻，節(jié)省工序和機(jī)構(gòu)；噴頭結(jié)構(gòu)簡單，內(nèi)部流道簡短、順直，不易堵塞，便于拆洗；捻線加捻程度可通過調(diào)節(jié)氣流速度來調(diào)節(jié)，靈活便捷。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明一種龍卷旋風(fēng)式制備納米捻線靜電紡絲噴頭裝置示意圖。
[0014]圖中:1-氣流導(dǎo)管，2-紡絲料筒，3-進(jìn)料口，4-連接件，5-風(fēng)筒，6_空氣壓縮機(jī)，7-孔電極板，8-高壓靜電發(fā)生器，9-捻線收集輥，10-捻度保持轉(zhuǎn)臺(tái)，11-切向氣流孔，12-風(fēng)筒內(nèi)腔，13-紡絲尖端，14-螺釘，15-加熱圈，16-溫度傳感器，17-豎直氣流入口。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明一種龍卷旋風(fēng)式制備納米捻線靜電紡絲噴頭裝置，提出利用風(fēng)筒5的切向氣流孔11和豎直氣流導(dǎo)管I的豎直氣流入口 17接通空氣壓縮機(jī)6并通入氣流在風(fēng)筒內(nèi)腔12中親合產(chǎn)生向下移動(dòng)的龍卷旋風(fēng)，龍卷旋風(fēng)帶動(dòng)纖維旋轉(zhuǎn)加捻；進(jìn)一步地，通過控制豎直氣流和切向氣流的流速來產(chǎn)生不同類型的龍卷旋風(fēng)，最終實(shí)現(xiàn)對靜電紡納米纖維的不同加捻需求。
[0016]本發(fā)明一種龍卷旋風(fēng)式制備納米捻線靜電紡絲噴頭裝置，裝置示意圖如圖1所示，它主要包括氣流導(dǎo)管1、紡絲料筒2、連接件4、風(fēng)筒5、空氣壓縮機(jī)6、孔電極板7、高壓靜電發(fā)生器8、捻線收集輥9、捻度保持轉(zhuǎn)臺(tái)10、切向氣流孔11、螺釘14、加熱圈15、溫度傳感器16 ;氣流導(dǎo)管1、紡絲料筒2及連接件4由內(nèi)至外通過螺紋同軸連接，氣流導(dǎo)管I上端豎直氣流入口 17接空氣壓縮機(jī)，進(jìn)料口 3位于連接件4的上表面，連接件4與風(fēng)筒5通過螺釘14連接，切向氣流孔11位于風(fēng)筒5下端并接空氣壓縮機(jī)6 ;孔電極板7位于噴頭正下方20cm(10-40cm)、捻線收集輥9和捻度保持轉(zhuǎn)臺(tái)10位于孔電極板7正下方30cm(10-50cm)，孔電極板7接通高壓靜電發(fā)生器8，紡絲料筒2接地。
[0017]本發(fā)明一種龍卷旋風(fēng)式制備納米捻線靜電紡絲噴頭裝置，其氣流導(dǎo)管I與紡絲料筒2、分流柱筒2與連接件4間為螺紋結(jié)構(gòu)連接，氣流導(dǎo)管I外壁和紡絲料筒2內(nèi)壁形成料腔，紡絲料筒2下部為紡絲尖端13，聚合物熔體經(jīng)由料腔流至紡絲尖端13。