本發明專利技術涉及一種取向靜電紡納米纖維紗線連續制備裝置及方法，包括金屬圓形靶和導紗桿，所述金屬圓形靶中心和絕緣桿的一端相連，所述絕緣桿由電機Ⅰ驅動旋轉，所述導紗桿前部金屬尖端對準金屬圓形靶中心，所述導紗桿和紗筒相互垂直布置，所述紗筒由電機Ⅱ驅動旋轉，所述金屬圓形靶、絕緣桿、電機Ⅰ、導紗桿布置在同一條中心直線上，所述金屬圓形靶和導紗桿的左右兩側布置有相互對稱的噴絲頭Ⅰ和噴絲頭Ⅱ，所述噴絲頭Ⅰ和高壓靜電正極接線柱相連，所述噴絲頭Ⅱ和高壓靜電負極接線柱相連。本發明專利技術實現了納米纖維紗線的連續生產，增加了靜電紡絲的產量，納米纖維紗線的取向度和產量都較高。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及靜電紡絲和紡織機械
，特別涉及。
技術介紹
靜電紡絲是當前一種最流行的紡制納米纖維的技術。其產品具有非常優異的性能，如有極大的比表面積，可以靈活地進行表面功能化整理以及優異的力學行為等，可以應用到組織工程，傷口敷料，藥物釋放，過濾材料，復合增強材料，傳感器等。由于靜電紡絲工藝簡單，制備流程比傳統常規紡絲短，制品功能優異，自Anton Formhalsl934年獲得美國專利以來，靜電紡絲一直是纖維科學家和紡織開發人員長期以來的奮斗目標。該類納米纖維將成為我國新世紀的主導產品，市場潛力巨大，前景十分廣闊。靜電紡絲是將聚合物溶液或熔體帶上幾千乃至上萬伏高壓靜電，帶電液滴在電場力作用下形成泰勒錐，當電場力足夠大時，電場力可在泰勒錐的錐尖克服溶液表面張力形成噴射細流。帶電的聚合物射流在電場力、粘滯阻力、表面張力等作用下被拉伸細化，同時帶電射流在電場中由于存在表面電荷而發生彎曲。細流在噴射過程中溶劑蒸發或固化，最終落在接收裝置上，形成類似無紡布的納米纖維氈。但到目前為止，大多數靜電紡納米纖維是以無紡布的形式收集到的，因此限制了靜電紡納米纖維的應用范圍。從傳統的纖維和紡織工業我們知道，連續的單根納米纖維和取向的納米纖維束以及其加捻后所得的紗線才是納米纖維的發展方向。然而到目前為止，還沒有制取到連續的單根納米長絲，且取向納米纖維的取向度不高產量相對也很低，同時，連續的單根納米纖維和取向的納米纖維束強度低容易損壞，無法與傳統紡織纖維材料(機織物、針織物等)有同等的廣泛應用。所以，高效制備結構可控的納米纖維紗線才是靜電紡絲達到廣泛應用的最終發展方向。目前已有一些靜電紡納米纖維成紗的報道，如Dalton [DaltonPD, Polymer, 2005，46，611-614]等利用雙圓碟裝置收集到了取向的納米纖維紗線，此方法制備的紗線條干均勻一致，纖維高度取向，但是最大的缺點是制備的紗線長度太短，無法滿足實際的需要。Teo [Teo WE, Polymer, 2007, 48，3400-3405]等利用動態水凝固浴裝置，制得了二偏氟乙烯與六氟丙烯共聚物(PVDF-co-HFP)取向納米纖維紗線，但是只適合于非水溶性聚合物的靜電紡紗，且紗線加捻不易控制。中國專利200510038571.5公開了一種制備納米纖維長絲束的方法，利用對稱相對配制的金屬針頭形成納米纖維束，但是無法加捻，不是嚴格意義上的紗線。Dabirian[Dabirian F, Fibers and Polymers, 2011, 12 (5), 610-615]等采用旋轉的金屬圓盤裝置收集到了納米纖維紗線，但是紗線中纖維的取向不易控制。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供，解決了現有技術中納米纖維無法取向加捻成紗，且無法連續生產的問題。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是:提供一種取向靜電紡納米纖維紗線連續制備裝置，包括金屬圓形靶和導紗桿，所述金屬圓形靶中心和絕緣桿的一端相連，所述絕緣桿由電機I驅動旋轉，所述的導紗桿位于金屬圓形靶正下方并與金屬圓形靶呈對稱相對配置，所述導紗桿前部金屬尖端對準金屬圓形靶中心，所述導紗桿下方為紗筒并與紗筒相互垂直布置，所述紗筒由電機II驅動旋轉，所述金屬圓形靶、絕緣桿、電機1、導紗桿布置在同一條中心直線上，所述金屬圓形靶和導紗桿左右兩側布置有相互對稱的噴絲頭I和噴絲頭II，噴絲頭I和噴絲頭II在同一條直線上，且該直線與金屬圓形靶和導紗桿所在直線相垂直，所述噴絲頭I和高壓靜電正極接線柱相連，所述噴絲頭II和高壓靜電負極接線柱相連。所述噴絲頭I和噴絲頭II有相互對稱的若干對。所述嗔絲頭I和嗔絲頭II米用金屬材料制成。所述導紗桿為內部空心結構，且圓柱形后端采用絕緣材料制成。所述噴絲頭I和噴絲頭II之間的距離可調，可調范圍5cm-50cm。所述金屬圓形靶和導紗桿之間的距離可調，可調范圍lcm-20cm。本專利技術還提供一種使用上述取向靜電紡納米纖維紗線連續制備裝置進行靜電紡紗的方法，包括以下步驟:(I)通過自動輸液裝置向各噴絲頭I和噴絲頭II中添加紡絲溶液；(2)將噴絲頭I和噴絲頭II分別連接高壓靜電正極接線柱和高壓靜電負極接線柱,引入高壓靜電；(3)由噴絲頭I形成的射流I和噴絲頭II形成的射流II搭接在金屬圓形靶與導紗桿前部金屬尖端之間，得到取向納米纖維束；(4)打開與絕緣桿相連的電機I，驅動與絕緣桿相連的金屬圓形靶轉動，導紗桿處于固定狀態，實現對取向納米纖維束的加捻成紗線；(5)紗線從導紗桿內部空心部分引出，卷繞在紗筒上；(6)電機II (8)開始啟動，驅動紗筒(7)轉動，實現連續的取向納米纖維束(13)不間斷生產。有益.效果本專利技術涉及，與現有技術相t匕，具有以下的優點和積極效果:集噴絲、纖維取向、纖維轉移、凝聚、加捻、牽伸和卷繞為一體，可以連續制備取向納米纖維紗線；采用兩個甚至多個噴絲頭，可同時形成兩根甚至多根射流，增加了靜電紡絲的產量；利用圓形金屬靶與導紗桿金屬尖端之間的空氣溝，使生成的納米纖維高度取向，結構相對簡單，適合多種聚合物紡絲溶液，能夠得到取向度和產量都較高的納米纖維紗線,可以實現納米纖維紗線的連續化和規模化生產。附圖說明圖1是本專利技術進行靜電紡紗的結構示意圖；圖2是本專利技術的俯視圖；圖3是本專利技術部分組件的主視圖。具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本專利技術。應理解，這些實施例僅用于說明本專利技術而不用于限制本專利技術的范圍。此外應理解，在閱讀了本專利技術講授的內容之后，本領域技術人員可以對本專利技術作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。如圖1-3所示，本專利技術涉及一種取向靜電紡納米纖維紗線連續制備裝置，一種取向靜電紡納米纖維紗線連續制備裝置，包括金屬圓形靶3和導紗桿6，所述金屬圓形靶3中心和絕緣桿4的一端相連，所述絕緣桿4由電機I 5驅動旋轉，所述的導紗桿6位于金屬圓形靶3正下方并與金屬圓形靶3呈對稱相對配置，所述導紗桿6前部金屬尖端對準金屬圓形靶3中心，所述導紗桿6下方為紗筒7并與紗筒7相互垂直布置，所述紗筒7由電機II 8驅動旋轉，所述金屬圓形靶3、絕緣桿(4)、電機I 5、導紗桿6布置在同一條中心直線上，所述金屬圓形靶3和導紗桿6左右兩側布置有相互對稱的噴絲頭I I和噴絲頭II 2，噴絲頭I I和噴絲頭II 2在同一條直線上，且該直線與金屬圓形靶3和導紗桿6所在直線相垂直，所述噴絲頭I I和高壓靜電正極接線柱9相連，所述噴絲頭II 2和高壓靜電負極接線柱10相連，所述噴絲頭I I和噴絲頭II 2有相互對稱的若干對，所述噴絲頭I I和噴絲頭II 2采用金屬材料制成，所述導紗桿6為內部空心結構，且圓柱形后端采用絕緣材料制成，所述噴絲頭I I和噴絲頭II 2之間的距離可調，可調范圍5cm-50cm，所述金屬圓形靶3和導紗桿6之間的距離可調，可調范圍lcm-20cm。—種使用所述一種取向靜電紡納米纖維紗線連續制備裝置進行靜電紡紗的方法，包括以下步驟:(I)通過自動輸液裝置向各噴絲頭I I和噴絲頭II 2中添加紡絲溶液；(2)將噴絲頭I I和噴絲頭II 2分別連接高壓靜電正極接線柱9和高壓靜電負極接線柱10，引入高壓靜電；(3)由噴絲頭I I形成的射流I 11和噴絲頭I本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種取向靜電紡納米纖維紗線連續制備裝置，包括金屬圓形靶（3）和導紗桿（6），其特征在于，所述金屬圓形靶（3）中心和絕緣桿（4）的一端相連，所述絕緣桿（4）由電機Ⅰ（5）驅動旋轉，所述的導紗桿（6）位于金屬圓形靶（3）正下方并與金屬圓形靶（3）呈對稱相對配置，所述導紗桿（6）前部金屬尖端對準金屬圓形靶（3）中心，所述導紗桿（6）下方為紗筒（7）并與紗筒（7）相互垂直布置，所述紗筒（7）由電機Ⅱ（8）驅動旋轉，所述金屬圓形靶（3）、絕緣桿（4）、電機Ⅰ（5）、導紗桿（6）布置在同一條中心直線上，所述金屬圓形靶（3）和導紗桿（6）左右兩側布置有相互對稱的噴絲頭Ⅰ（1）和噴絲頭Ⅱ（2），噴絲頭Ⅰ（1）和噴絲頭Ⅱ（2）在同一條直線上，且該直線與金屬圓形靶（3）和導紗桿（6）所在直線相垂直，所述噴絲頭Ⅰ（1）和高壓靜電正極接線柱（9）相連，所述噴絲頭Ⅱ（2）和高壓靜電負極接線柱（10）相連。
【技術特征摘要】
1.一種取向靜電紡納米纖維紗線連續制備裝置，包括金屬圓形靶(3)和導紗桿(6)，其特征在于，所述金屬圓形靶(3)中心和絕緣桿(4)的一端相連，所述絕緣桿(4)由電機I (5)驅動旋轉，所述的導紗桿(6)位于金屬圓形靶(3)正下方并與金屬圓形靶(3)呈對稱相對配置，所述導紗桿(6)前部金屬尖端對準金屬圓形靶(3)中心，所述導紗桿(6)下方為紗筒(7)并與紗筒(7)相互垂直布置，所述紗筒(7)由電機II (8)驅動旋轉，所述金屬圓形靶(3)、絕緣桿(4)、電機I (5)、導紗桿(6)布置在同一條中心直線上，所述金屬圓形靶(3)和導紗桿(6)左右兩側布置有相互對稱的噴絲頭I (I)和噴絲頭II (2)，噴絲頭I (I)和噴絲頭II (2)在同一條直線上，且該直線與金屬圓形靶(3)和導紗桿(6)所在直線相垂直，所述噴絲頭I(I)和高壓靜電正極接線柱(9)相連，所述噴絲頭II (2)和高壓靜電負極接線柱(10)相連。2.根據權利要求1所述的一種取向靜電紡納米纖維紗線連續制備裝置，其特征在于，所述噴絲頭I (I)和噴絲頭II (2)有相互對稱的若干對。3.根據權利要求1或2所述的一種取向靜電紡納米纖維紗線連續制備裝置，其特征在于，所述噴絲頭I (I)和噴絲頭II (2)采用金屬材料制成。4.根據權利要求1所述的一種取向靜電紡納米纖維紗線連續制備裝置，其特征在于，所述導紗桿(6)...
【專利技術屬性】
技術研發人員：覃小紅，吳韶華，
申請(專利權)人：東華大學，
類型：發明
國別省市：
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