[发明专利]双级剪切式牵伸静电纺直纺微米纱装置、方法及用途

权利要求书

1.一种双级剪切式牵伸静电纺直纺微米纱装置，其特征在于：包括

用于将高聚物溶液进行伞状喷射形成亚微米粗细的液态丝(81)的喇叭形的喷头(1)；

用于接收液态丝(81)并对其实施两级剪切牵伸的配对锥筒(2)；配对锥筒(2)由转向相同转速不同的正锥筒(21)和反锥筒(22)相对配置而成，正锥筒(21)接收液态丝(81)并对其实施汇聚剪切形成初牵纳米丝(82)，反锥筒(22)将初牵纳米丝(82)再剪切牵细成再牵纳米丝(83)；

用于将已固化的再牵纳米丝(83)剥离汇聚成纳米丝束(84)并集束加捻成微米纱(85)的集束器(3)；

用于向喷头(1)提供高聚物溶液的注液腔(4)；

用于在喷头(1)和正锥筒(21)之间形成负高压电场，从而使从喷头(1)喷出的喷射流牵伸变细落在正锥筒(21)的前端口内侧，形成伞状分布的液态丝(81)的负高压源(5)；

用于将已集束成形的微米纱(85)卷取成形的卷绕机构(6)；

用于驱动配对锥筒(2)高速旋转从而剪切牵伸液态丝(81)和初牵纳米丝(82)的双驱动机构(7)。

2.如权利要求1所述的一种双级剪切式牵伸静电纺直纺微米纱装置，其特征在于：所述喷头(1)由与所述负高压源(5)相连的喇叭喷头(11)、用于封闭与屏蔽的环套(12)和与所述注液腔(4)相连通的注入管(13)依次连接构成。

3.如权利要求2所述的一种双级剪切式牵伸静电纺直纺微米纱装置，其特征在于：所述喇叭喷头(11)边缘与正锥筒(21)前端口内侧的连线斜率大于正锥筒(21)的斜率，且正锥筒(21)后端口距正锥筒(21)前端口的距离能保证初牵纳米丝(82)不完全固化；所述反锥筒(22)前端口与反锥筒(22)后端口的距离能保持再牵纳米丝(83)完全固化和便于剥离；所述反锥筒(22)前端口与正锥筒(21)后端口相邻设置，且正锥筒(21)和反锥筒(22)的后端口均为圆角；所述正锥筒(21)的负压小于所述喇叭喷头(11)的负压；所述反锥筒(22)为接地。

4.如权利要求1所述的一种双级剪切式牵伸静电纺直纺微米纱装置，其特征在于：所述集束器(3)的内孔为喇叭口，集束器(3)与转动的配对锥筒(2)相配合完成对纳米丝束(84)的加捻与集束成微米纱(85)。

5.如权利要求1所述的一种双级剪切式牵伸静电纺直纺微米纱装置，其特征在于：所述负高压源(5)为可以提供6～30kv的负高压的发生器。

6.如权利要求1或2所述的一种双级剪切式牵伸静电纺直纺微米纱装置，其特征在于：所述卷绕机构(6)包括卷取辊(61)、槽筒(62)和纱筒(63)，已固化的再牵纳米丝(83)由转动的卷取辊(61)牵引从反锥筒(22)上剥离汇聚成纳米丝束(84)到达集束器(3)，并在反锥筒(22)的转动下加捻形成微米纱(85)，然后经槽筒(62)卷绕和纱筒(63)收集，形成形态稳定的微米纱(85)的筒子纱。

7.如权利要求2所述的一种双级剪切式牵伸静电纺直纺微米纱装置，其特征在于：所述双驱动机构(7)驱动正锥筒(21)和反锥筒(22)，正锥筒(21)的驱动是由与正锥筒(21)相接触的正锥主动筒(70)、驱动正锥主动筒(70)转动的正锥过桥轮(71)、与正锥主动筒(70)成对地使正锥筒(21)平稳转动并且使其中心轴与喇叭喷头(11)中心点和集束器(3)中心连线同轴的正锥托筒(73)、驱动正锥过桥轮(71)的正锥传动轴(72)、驱动正锥传动轴(72)转动并可调速的正锥高速电机(74)构成；反锥筒(22)驱动是由与反锥筒(22)相接触的反锥主动筒(75)、驱动反锥主动筒(75)转动的反锥过桥轮(76)、与反锥主动筒(75)成对地使反锥筒(22)平稳转动并且使其中心轴与正锥筒(21)同轴的反锥托筒(78)、驱动反锥过桥轮(71)的反锥传动轴(77)、驱动反锥传动轴(77)转动并可调速的反锥高速电机(79)构成。