[实用新型]一种微纳米纤维离心纺丝装置

说明书

技术领域

本实用新型属于微纳米纤维材料制备及纺丝技术领域，具体涉及一种微纳米纤维离心纺丝装置。

背景技术

随着微米纳米技术研究的不断升温，微纳米纤维的应用越来越广泛，当前制备微纳米纤维膜的方法有模板法、自组装法、相分离法、熔喷法、静电纺丝法。其中静电纺丝法是研究最为广泛的微纳米纤维制备方法，但其溶液静电纺丝法的效率低，特别是用富含功能基团的强极性粘稠高分子溶液制备微纳米纤维非常困难，如壳聚糖、聚乙烯亚胺、聚乙烯胺等，因为这类高分子中存在大量的胺基，极性很强，其溶液的表面能很高，粘性很大，静电纺丝对其的纯纺加工非常困难。

聚乙烯胺(PVAm)和聚乙烯胺(PEI)是一种直链状、多氨基的水溶性新型反应性高分子材料，其胺基活性很高,PVAm及其衍生物在纺织、医药、石油和建筑等行业用作絮凝剂、保水剂、上胶剂和增强剂等。近年来，在高新技术领域，如基因治疗、膜分离、催化剂和生物医学领域也得到了很好的应用。该材料在世界范围内也属于一种刚刚兴起的新型材料，主要以膜的形式应用于CO₂气体的选择性分离，比如中国专利申请号CN201210556448（一种聚乙烯胺复合膜及其制备方法和应用），中国专利申请号CN201210083475（以小分子胺改性聚乙烯胺制备的分离CO₂复合膜及制备），中国专利申请号CN200910069314(用于分离酸性气体的强化聚乙烯胺固定载体复合膜及其制备方法)等。由于无法采用静电纺丝法制备聚乙烯胺和聚乙烯亚胺纳米纤维，故暂时未有聚乙烯胺和聚乙烯亚胺微纳米纤维的报道。

而作为新兴的微纳米纤维制备方法的离心纺丝法，设备简单，不需要可提供很高静电场的电源，离心纺丝法的产量每分钟每孔可达3g，效率高，制备的纤维细度可达300nm，纤维直径比较均匀，纤维排列更加规整；应用范围广，适用于可熔融的金属、无机物和高分子，还适用于以富含功能基团、强极性、粘稠的高分子溶液进行微纳米纤维的制备，如聚乙烯亚胺、聚乙烯胺溶液等。

现有的离心纺丝法专利有美国专利Centrifugal spinning device(3696904)、Method and apparatus making superfine fibers(US20080050304A1)等，中国专利半连续纺丝机每锭多离心缸及其控制结构(00245222.7)、一种新型半连续纺丝工艺ZL200610020587.8、熔体溶液离心纺丝制备非织造物的装置（CN101220544A）、水平盘式旋转离心纺丝法（CN102373513A）、可纺丝溶液的离心纺丝法（CN1177385A）、可纺丝溶液的离心纺丝法及制成的纤维制品和该制品用途（CN1064091C）、一种微分分流离心纺丝法制备纳米纤维的装置（CN103305947A）等。但现有的离心纺丝法都是熔融离心纺丝法或离心干法纺丝法，尚未有离心湿法纺丝法的相关报道。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种微纳米纤维离心纺丝装置。

本实用新型的上述目的通过如下技术方案予以实现：

一种微纳米纤维离心纺丝装置，包括支架、驱动部件、储液池、凝固池和供料部件；所述驱动部件与储液池连接，带动储液池旋转，所述储液池设于凝固池内部；储液池的上部与供料部件连接，储液池的侧壁下部开设有若干个纺丝孔。

优选地，所述纺丝孔的孔径为0.2 mm~3.0 mm，控制孔径的大小协同控制旋转速度，可以有效控制纺丝的粗细。

优选地，所述驱动部件包括马达和马达旋转轴，马达的转速均匀，易于控制，从而有利于控制纺丝的粗细均匀程度。

所述马达与速度控制模块和速度传感器连接，通过速度传感器和速度控制模块控制马达的旋转速度。

优选地，所述马达的旋转速度为5000 rpm~12000 rpm。更优选地，所述马达的旋转速度为6000rpm~8000 rpm。最优选地，所述马达的旋转速度为7000rpm。

优选地，所述储液池设有轴心空管，轴心空管的上端与供料部件连接，下端开设有进液微孔，供料部件通过轴心空管及轴心空管下端进液微孔将纺丝液缓慢补充到储液池中。

优选地，所述供料部件由注射泵和注射器组成，注射泵推动注射器将纺丝溶液注入储液池中。

更优选地，所述注射泵为间歇式注射泵或连续式注射泵，有利于将纺丝溶液连续、均匀地注入储液池中。

优选地，所述储液池为圆柱储液池，圆柱状有利于均匀旋转，提高纺丝效果。

优选地，所述凝固池为环形凝固池，利于纺丝的凝固沉降。