[发明专利]一种溶液喷射纺丝模头

说明书

技术领域

本发明涉及纺丝模具技术领域，尤其是涉及一种用于制备微纳米纤维的溶液喷射纺丝模头。

背景技术

微纳米纤维由于直径小、比表面积大等优点，被认为是一种高性能、高附加值的纤维产品，在过滤材料、保暖材料、吸油材料、医疗卫生等领域应用广泛。目前制备微纳米纤维的方法包括熔喷法、双组份复合纺丝法、静电纺丝法以及溶液喷射纺丝法等。

所说的溶液喷射纺丝法，是中国专利ZL201110041792.3揭示的一种聚合物纳微纤维非织造布的制备方法，其纺丝过程是把一种或多种聚合物的溶液挤压通过喷丝孔，同时利用高速气体喷吹纺丝液的挤出细流，从而实现纺丝液的超细拉伸并促进溶剂挥发而形成微纳米纤维的方法。

溶液喷射纺丝法作为一种新型纺丝技术，目前尚未有专门针对该技术的纺丝模头，尤其是可适用规模化生产的纺丝模头。作为一种气流拉伸成形纺丝技术，溶液喷射纺丝法可视为由熔喷技术演变而来，其区别在于，在溶液喷射纺丝过程中使用纺丝溶液代替熔喷技术中纺丝熔体，因此在熔喷技术中广泛使用的双槽型纺丝模头也可应用于溶液喷射法中，该类纺丝模头在多个专利中已有报道，如在美国专利US3849040，US3825380和中国专利申请201210283434.3等。但在实际操作中，该类模头容易出现纺丝熔体粘附喷丝孔、喷吹风风速不匀导致的风口狭缝、易出现并丝和纺丝不均匀等问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种溶液喷射纺丝模头。该模头可以实现为每个溶液挤出细流提供单独的环形牵伸气流，且牵 伸气流分布均匀，可保证纺丝过程的顺利进行，具有组装方便，生产效率高，可规模化生产的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种溶液喷射纺丝模头。该模头包括进料板、分配板、喷丝毛细管、喷丝毛细管固定板、一级气流挡板、第一气流腔、二级气流挡板、第二气流腔、一级气流盖板、三级气流挡板、第三气流腔、喷丝毛细管固定件、二级气流盖板。

所述进料板具有进料腔、进料孔用以输入纺丝溶液；所述分配板具有分配导槽，分配导槽包括分配横导槽和／或分配竖导槽中的一个或者两个，可用于具有多排喷丝毛细管的溶液喷射纺丝，分配横导槽和分配竖导槽都具有分配孔，用以分配纺丝溶液；所述喷丝毛细管固定板上安装有喷丝毛细管；所述一级气流挡板具有一级进气孔用以输入高压气体；所述二级气流挡板具有二级进气孔用以输入被缓冲后的高压气体；所述一级气流盖板具有一级贯通孔用以扩散二级进气孔导入的气体，同时一级气流盖板具有固定孔，喷丝毛细管从固定孔穿过，用以喷丝毛细管固定件的固定；所述二级气流盖板具有二级贯通孔，用以通过均匀的高速气流实现对喷丝毛细管中的溶液细流实现牵伸并促进溶剂挥发形成微纳米纤维。

所述分配板与进料板紧密配合，并且紧靠于进料板的表面上具有流体分配导槽，该分配导槽把进料板输入的纺丝溶液进行相应地分配；喷丝毛细管固定板与分配板紧密配合；喷丝毛细管紧密连接于喷丝毛细管固定板上，并且穿过一级气流盖板的固定孔和喷丝毛细管固定件，穿出二级气流盖板下部，喷丝毛细管的上表面对应分配孔，用以压出纺丝溶液细流；二级气流挡板分别与喷丝毛细管固定板和一级气流盖板紧密配合，形成第二气流腔；一级气流挡板分别与喷丝毛细管固定板和二级气流挡板紧密配合，形成第一气流腔；三级气流挡板分别与一级气流盖板和二级气流盖板紧密配合，形成第三气流腔；喷丝毛细管固定件紧密连接于一级气流盖板的固定孔上，与喷丝毛细管形成紧密配合，可阻止第二气流腔的气体沿喷丝毛细管周围喷出，同时起到将喷丝毛细管固定的作用。

所述溶液喷射纺丝模头在进料板的进料腔内设置成具有分料导槽的结构，从而省去分配板，此种模头可用于具有单排喷丝毛细管的溶液喷射纺丝。所述分料导槽的导槽之间具有凹槽，而且凹槽高度逐渐减小，以减缓进料口的料液流速，使之经过缓冲后均匀的进入喷丝毛细管。

所述喷丝毛细管与喷丝毛细管固定板的连接方式是可拆卸连接。

所述喷丝毛细管固定件与一级气流盖板的固定孔的连接方式是可拆卸连接。

所述喷丝毛细管的长度是其内径的12-150倍，其延伸到二级气流盖板外部的长度是其内径的1-10倍。

所述第一气流腔和第二气流腔的高度是喷丝毛细管内径的至少6倍。

所述第三气流腔的高度是喷丝毛细管内径的至少3倍。

所述分配孔直径是0.2-2mm。

所述一级进气孔的直径为8-100mm。

所述二级进气孔的直径是0.5-5mm。

所述一级贯通孔在一级气流盖板上均匀排布，其直径是0.2-5mm。