[发明专利]一种连续纳米纤维纱的生产方法及装置

摘要

本发明公开一种连续纳米纤维纱的生产方法及装置。该生产方法包括如下工艺步骤(1)制备聚合物溶液；(2)纳米射流喷射成纤；(3)连续纳米纤维纱成型。该生产装置依据本发明生产方法设计，主要包括纺丝系统、加捻系统和卷绕系统。所述纺丝系统包括注射泵、注射器、喷丝头、高压电源；所述加捻系统包括控制器和转盘；所述卷绕系统包括液槽、滚筒和控制器。与现有技术相比，本发明是通过电刷控制转盘的极性形成两根纳米纤维束旋转捻合制备连续纳米纤维纱的生产方法及装置，可以实现纳米纤维纱的连续化制备，纱的机械性能得到提高，且纱的捻度均匀，条干好，毛羽少，具有巨大的应用价值。

主权项

一种连续纳米纤维纱的生产方法，该生产方法包括如下步骤：(1)制备聚合物溶液：配制适当的质量百分比浓度的聚合物溶液，将聚合物及其溶剂在适当的条件下搅拌混合均匀，静置1‑2小时后得到制备好的聚合物溶液装瓶备用；所述的聚合物指聚乙烯醇、聚丙烯腈或聚酰胺成纤高聚物材料，或角蛋白，或者是两种混合聚合物；所述的溶剂包括蒸馏水、乙醇、甲酸、二甲基甲酰胺或氯仿；所述适当的质量百分比浓度是指配制可以静电纺丝得到纳米纤维的溶液的质量百分比浓度；所述适当的条件指使聚合物和其溶剂混合均匀的温度、湿度和搅拌时间条件；(2)纳米射流喷射成纤：注射泵推动注射器中的溶液在喷丝头处形成液滴，在适当的电压作用下纳米射流喷射出，在常温常压下拉伸细化成纳米纤维飞向转盘；所述适当的电压是指使液滴受到的静电力大于表面张力而喷射形成纳米射流的电压；所述转盘是指可以高速旋转的带碳刷的金属和绝缘材料相间扇形排列的喇叭口、空心或实心圆柱体；(3)连续纳米纤维纱成型：转盘的旋转平面的上半部分和下半部分带相反的电极性，或者转盘的旋转平面的左半部分和右半部分带相反的电极性，带正负电荷的纳米纤维运动到转盘平面，如带正电荷的纳米纤维始终被吸引到旋转平面带负电极性的部分，相反，带负电荷的纳米纤维始终被吸引到旋转平面带正电极性的部分，牵引出两根纳米纤维束，当转盘以适当的速度旋转，两根纳米纤维束捻合成一根纳米纤维纱，调整转盘与卷绕装置之间的垂直距离，以及卷绕装置的转动速度，牵引所得的纳米纤维纱直接卷绕到卷绕装置上或经过一个液槽然后卷绕到卷绕装置上，并依靠纤维自身间的粘接作用和空气的冷却作用，使收集的纤维固化成所述的连续纳米纤维纱；所述的适当的转速是能够得到连续的纳米纤维纱的速度。