[实用新型]旋转收集器制备静电纺纳米纤维纱线装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种静电纺纳米纤维成纱装置，具体涉及一种可连续化制备静电纺纳米纤维纱线并且加捻的装置，属于静电纺丝装置领域。

背景技术

纳米纤维在最近十年已取得巨大的人气。它们可以通过拉伸，模板合成，离心力纺丝，自组装，和相分离和静电纺丝几种技术制备。静电纺丝制备纳米纤维已经引起特别关注，因为其具有多样性，灵活性和易于形成均匀的纤维网。静电纳米纤维具有巨大潜在各种领域包括过滤，生物医学，控制药物释放，催化，传感器，防护服，能量存储和产生，等等。

静电纳米纤维通常收集成纤维无纺布的形式，强度小。近来静电纺纳米纤维被制成加捻的连续纤维束，即纳米纤维纱线，目的是制备三维(3D)纳米纤维结构和改善机械性能。(3D)纳米纤维结构将有可能赋予新功能。在一些情况下，可以通过加捻纳米纤维束或纳米纤维条。或通过直接使用液槽，固体表面和漏斗或管作为收集器连续生产纳米纤维纱线。

最初报道溶液槽收集非加捻的纳米纤维束。在液体表面上沉积的纳米纤维直接卷绕以获得非加捻纤维束。当涡流在液体浴的底部产生，可以获得加捻纳米纤维纱。液体收集有助于去除纤维上所带的电荷。然而，纤维形貌，成分和取向可能受到液体浴的影响，并且只有不溶解在液体中的聚合物可以被处理。它也难以控制纱线均匀度和使用涡流控制捻度。

不使用溶液槽收集器而直接收集电纺纳米纤维成连续加捻纱线具有高度应用前景。最近一些报导使用固体表面收集纳米纤维纱线的方法，以及纳米纤维纱线显示提高强的机械性能。

中国实用新型专利申请《一种取向静电纺纳米纤维纱线连续制备装置及方法》(申请号201310058070.8，公开号CN103088478A)，公开了一种取 向静电纺纳米纤维纱线连续制备装置及方法。

以及其他现有技术，概括为图1情形。纳米纤维纱线连续制备装置的核心部件包括：纺丝头、收集器60、收集器传动装置70、卷绕装置8、卷绕传动装置9。

如图1所示，纺丝头包括：负极纺丝头3和正极纺丝头5。负极纺丝头3和正极纺丝头5分别喷出射流Ⅰ18、射流Ⅱ19。

收集器60和导纱杆21，收集器60为金属圆形靶中心或者圆锥形，金属圆形靶中心和绝缘杆的一端相连，绝缘杆由电机Ⅰ驱动旋转，导纱杆21前部金属尖端对准金属圆形靶中心，导纱杆21和纱筒相互垂直布置，纱筒由电机Ⅱ驱动旋转，金属圆形靶中心、绝缘杆、电机Ⅰ、导纱杆21布置在同一条中心线上。

收集器60和导纱杆21的左右两侧布置有相互对称的负极纺丝头3和正极纺丝头5。负极纺丝头3与高压静电正极接线柱101连接，正极纺丝头5和高压静电负极接线柱102连接。

在静电纺纱线的过程中，纳米纤维被诱导在漏斗收集器的圆周形成锥形纳米纤维束23。随着漏斗的转动，纤维从纤维锥体的顶点拉出，加捻形成纱线，将其绕在一个转辊式卷绕机。这个装置可以控制纤维/纱线直径和捻度。由于纳米纤维的生成和纱线卷绕是在同一区域进行，已经加捻的纱线的质量容易被后来纺出的纳米纤维影响。其结果是形成混合结构或弯曲纳米纤维从而降低了纱线的质量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种旋转收集器制备静电纺纳米纤维纱线装置及其制备方法，以克服现有技术所存在的上述缺点和不足。为了提高纺丝效率，最近无针静电纺丝纳米纤维生产技术开始出现。它的产量是针纺设备效率的几十倍到上百倍，其纺丝质量也有很大的提高。尽管如此，其生产效率和目前生产微米纤维的熔喷技术相比还有一定的差距，还有进一步提高效率降低成本的空间。因此本实用新型为了解决上述问题，使生产过程更加高效、环保和安全。

本实用新型所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：

旋转收集器制备静电纺纳米纤维纱线装置，其特征在于，包括：高压电源、负极溶液槽、负极纺丝头、正极溶液槽、正极纺丝头、中空收集器、中空收集器传动装置、卷绕装置；

所述高压电源的负正两级分别连接到负极纺丝头和正极纺丝头，所述负极纺丝头3在中空收集器6的上方收集区域，正极纺丝头5在中空收集器6的下方纺丝区域；

所述负极溶液槽和正极溶液槽分别向负极纺丝头和正极纺丝头供液；

所述收集器传动装置和中空收集器连接，并设置在正极溶液槽、正极纺丝头的上方。

所述卷绕装置与卷绕传动装置连接，并设置在和中空收集器上方。

其中，所述负极纺丝头和正极纺丝头设置为圆形结构，由圆盘和圆盘中间的杆子连接组成，杆子带动圆盘转动；圆盘的直径在5毫米～300毫米，圆盘的边缘厚度在0.2毫米～20毫米。