一種用于生產復合納米微米纖維的離心紡絲裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于紡絲技術領域，特別涉及一種用于生產復合納米微米纖維的離心紡絲
>J-U ρ?α裝直。
【背景技術】
[0002]納米纖維是具有直徑低于幾百個納米以下的纖維材料。
[0003]纖維可按截面結構分為:單組分、雙組分及多組分纖維；單組分纖維是指在其截面上是由一種材料或幾種材料均勻混合構成的纖維；雙組分和多組分纖維屬于復合纖維的范疇。雙組分纖維是指在其截面上是由兩種不同組分的材料構成一定特殊區(qū)域結構關系的纖維；其中，每一組分可以是一種材料或幾種材料的混合。按照兩組分的結構關系，雙組分纖維可分為:雙邊(也稱為共軛)結構纖維、同軸(同芯)結構纖維、海島結構纖維、包尖纖維及分節(jié)纖維等等。
[0004]納米纖維具有極高的比表面積、橫縱比。如由納米纖維織造的織物結構精細、有極高的孔隙度，優(yōu)秀的柔韌性、吸附性、過濾性、粘合性、保溫性及機械強度。這些獨一無二的特性使納米纖維有著微米纖維不具有的新穎性能，已被廣泛地應用于多種領域，如高端紡織品、生物醫(yī)學、水處理、能源、運輸，電子等各種行業(yè)。近年來，科學家們發(fā)現(xiàn)，具有特殊截面結構的雙組分或多組分微米納米纖維結合兩種不同性能的材料可以生產出許多單組分纖維不具備的全新的或比單組分纖維性能更加優(yōu)良的復合納米纖維。復合微米納米纖維作為多功能納米纖維在許多重要高端領域，如，防護服，生物醫(yī)學制品(組織支架結構，人造人體器官、敷傷材料，藥物釋放等)，膜材料、過濾介質、催化劑、電子產品、能源儲藏，復合增強材料等領域具有更大的應用前景。其中，雙邊(也稱為共軛)結構的復合纖維是指在其截面上兩種組分的材料并列占據(jù)在兩個不同但相鄰的區(qū)域里，每個區(qū)域可具有不同的形狀及大小，兩種組分在某個部位相連形成一根纖維。具有雙邊結構的復合納米纖維可用來生產自卷曲納米纖維。包尖結構的復合纖維是指在其截面上一組分的紡絲液占據(jù)纖維的主體部分，有尖部，另一組分的紡絲液將纖維的主體部分的尖部包覆，纖維的主體組分可有各種帶有尖部的幾何形狀及大小。
[0005]目前，傳統(tǒng)紡織設備可以生產各種雙組分復合微米纖維，但無法生產包括雙邊(共軛)結構、包尖結構納米纖維在內的復合納米纖維。同時，生產雙邊(共軛)、多邊結構、包尖結構的復合納米纖維的紡絲裝置主要是針頭式靜電紡絲法。簡要地說，在針頭式靜電紡絲技術中，高壓電源提供一高壓，并將高壓電源陽極與裝有紡絲液的注射器的金屬針頭尖端連接，將高壓電源陰極與具有導電性的收集裝置相連并接地。高壓電源通電時，在注射器針頭與收集裝置之間形成高壓靜電場，注射器中的紡絲液，被注入通電的金屬針頭，在高壓靜電場的作用下，克服表面張力，噴出針頭，形成帶電的連續(xù)射流，并朝收集裝置加速噴射。在這個過程中，射流被迅速拉長變細，并隨著溶劑的揮發(fā)而干燥，最終在收集裝置上形成固體納米纖維。但是針頭式靜電紡絲技術產量低,要求高電壓,危險性高,成本高，同時受溶液濃度、粘性等性能影響較大，難以大批量生產。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種用于生產復合納米微米纖維的離心紡絲裝置；該裝置不需要高壓靜電場的參與，極大降低了能耗成本，且具有安全性能高的特點。
[0007]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了種用于生產復合納米微米纖維的離心紡絲裝置，包括:儲液機構；用于儲存至少兩種纖維組分的紡絲液，所述儲液機構中的儲液空間由若干個轉筒以同軸嵌套式的方式組成；每一個所述轉筒的中心豎軸均位于同一條直線L1上；所述儲液機構置于所述殼體內；各個纖維組分的紡絲液分別對應存儲在所述若干個轉筒中；所述轉筒的數(shù)量與所述纖維組分的數(shù)量相適配；送液機構；用于輸送所述紡絲液，所述送液機構與所述儲液機構相連通；噴液機構；用于噴出所述紡絲液，所述噴液機構由至少一個噴道組及至少一個排放孔組組成；所述噴道組中包含若干個排放管；所述排放孔組中包含若干個排放孔；所述噴道組的數(shù)量與所述排放孔組的數(shù)量二者相適配；所述排放管的數(shù)量與所述排放孔的數(shù)量相適配；所述排放孔組中的每一個排放孔對應設置在每一個所述轉筒的側壁上；所述噴道組中每一個排放管的一端與所述排放孔組中的所述排放孔一一對應相通；所述噴道組中每一個排放管的另一端分別向外穿過所述儲液機構中的所述轉筒；所述噴道組中每一個排放管壁與所述轉筒無縫銜接；所述噴道組中的若干個排放管呈肩并肩的方式并列排列，且任意相鄰的兩個排放管相互隔離；驅動機構；用于驅動所述儲液機構進行旋轉，所述驅動機構與所述儲液機構的底部聯(lián)接；所述驅動機構與外界電源輸出設備連接；集絲機構；用于收集具有多邊結構或包尖結構的多組分納米微米纖維，所述集絲機構設置所述噴液機構周圍；其中，所述驅動機構通過與外界電源輸出設備連接驅動所述儲液機構進行旋轉，所述送液機構輸送的所述紡絲液被灌入所述儲液機構中的每一個所述轉筒內，并依次經過所述排放孔組、所述噴道組且由所述噴道組的另一端噴出，最終實現(xiàn)由所述集絲機構收集具有多邊結構或包尖結構的復合納米微米纖維。
[0008]進一步的，當所述噴液機構中所述排放孔組及所述噴道組的數(shù)量均是若干個時；若干個所述排放孔組分布在所述轉筒側壁的同一層圓周上，若干個所述噴道組分布在所述轉筒側壁的同一層圓周上；或者，當所述噴液機構中所述排放孔組及所述噴道組的數(shù)量均是若干個時；若干個所述排放孔組分布在所述轉筒側壁的若干層圓周上，若干個所述噴道組分布在所述轉筒側壁的若干層圓周上。
[0009]進一步的，還包括:殼體；所述殼體包括:外罩及隔離板；所述隔離板固定在所述外罩中下層部位處，且通過所述隔離板將所述外罩分為上隔離層及下隔離層；所述儲液機構置于所述上隔離層中；所述驅動機構置于所述下隔離層中。
[0010]進一步的，當由所述集絲機構收集的納米微米纖維是多邊結構的復合納米微米纖維時，所述儲液機構至少包括:第一轉筒、第二轉筒及密封板；所述第一轉筒及所述第二轉筒以同軸嵌套式的方式進行分布，且所述第一轉筒的底部及所述第二轉筒的底部分別與所述密封板的上表面固定連接；所述直線L1與所述密封板的上表面相互垂直；所述第一轉筒及所述第二轉筒的內部空間相互隔離；所述第二轉筒將所述第一轉筒包圍在內；所述驅動機構穿過所述隔離板與所述密封板的下表面連接，并通過外接電源輸出設備進而驅動所述第一轉筒、所述第二轉筒及所述密封板實現(xiàn)同軸轉動；所述第一轉筒、第二轉筒分別與所述送液機構相連通；每個所述排放孔組至少包括:內排放孔及外排放孔；所述內排放孔對應設置在所述第一轉筒的側壁上；所述外排放孔對應設置在所述第二轉筒的側壁上；每個所述噴道組至少包括:內排放管及外排放管；所述內排放管的一端設置有用于所述紡絲液流入的內進液口，所述內排放管的另一端設置有用于所述紡絲液流出的內出液口 ；所述外排放管的一端設置有用于所述紡絲液流入的外進液口，所述外排放管的另一端設置有用于所述紡絲液流出的外出液口 ；且所述內排放管及所述外排放管的管徑分別對應沿所述內進液口至所述內出液口方向、所述外進液口至所述外出液口方向逐漸減小；所述內排放管通過所述內進液口與設置在所述第一轉筒側壁上的所述內排放孔相通；所述內排放管的另一端分別向外穿過所述儲液機構中的所述第二轉筒；所述外排放管通過所述外進液口與設置在所述第二轉筒側壁上的所述外排放孔相通；所述內出液口及所述外出液口均位于所述第二轉筒的側壁外部；所述內排放孔、所述內進液口、所述內排放管的內壁及所述內出液口構成內噴液管道；所述外排放孔、所述外進液口、所述內排放管的外壁、所述外排放管的內壁及所述外出液口構成外噴液管道；且所述內排放管及所述外排放管呈肩并肩的方式并列排列；所述內排放管及所述外排放管通過二者各自管壁固定連接以將所述內噴液管道、所述外噴液管道相互隔離；所述內排放管壁與所述第二轉筒的側壁無縫銜接；所述內排放管的中心軸在直線L2上；且所述直線L2與所述直線L1呈夾角α分布；其中，O。< α <180°。
[0011]進一步的，當由所述集絲機構收集的納米微米纖維是多邊結構的復合納米微米纖維時，所述儲液機構至少包括:第一轉筒、第二轉筒及密封板；所述第一轉筒及所述第二轉筒以同軸嵌套式的方式進行分布，且所述第一轉筒的底部及所述第二轉筒的底部分別與所述密封板的上表面固定連接；所述直線L1與所述密封板的上表面相互垂直；所述第一轉筒及所述第二轉筒的內部空間相互隔離；所述第二轉筒將所述第一轉筒包圍在內；所述驅動機構穿過所述隔離板與所述密封板的下表面連接，并通過外接電源輸出設備進而驅動所述第一轉筒、所述第二轉筒及所述密封板實現(xiàn)同軸轉動；所述第一轉筒、第二轉筒分別與所述送液機構相連通；每個所述排放孔組包括:內排放孔及外排放孔；所述內排放孔對應設置在所述第一轉筒的側壁上；所述外排放孔包含一對應設置在所述第二轉筒的內側壁上的內端及一對應設置在所述第二轉筒的外側壁上的外端；每個所述噴道組包括:內排放管及外排放管；所述內排放管的一端設置有用于所述紡絲液流入的內進液口，所述內排放管的另一端設置有用于所述紡絲液流出的內出液口 ；所述外排放管的一端設置有用于所述紡絲液流入的外進液口 ；所述外排放管的另一端設置有用于所述紡絲液流出的外出液口 ；且所述內排放管及所述外排放管的管徑分別對應沿所述內進液口至所述內出液口方向、所述外進液口至所述外出液口方向逐漸減?。凰鰞扰欧殴芡ㄟ^所述內進液口與設置在所述第一轉筒側壁上的所述內排放孔相通；所述外排放管通過所述外進液口與設置在所述第二轉筒內側壁上的所述外排放孔內端相通；所述內出液口及所述外