[发明专利]一种用于研究快速冷却对熔喷纤维性能影响的实验装置

说明书

本发明公开一种用于研究快速冷却对熔喷纤维性能影响的实验装置，包括熔喷纺丝机构，熔喷纺丝机构设有喷丝孔，喷丝孔的下方设有冷却机构，冷却机构包括开口向上的低温液体容器，低温液体容器内装有低温液体，低温液体容器的内部设有尘笼和纤维刮板，尘笼的下部浸入低温液体的液面以下，尘笼包括可转动的尘笼外壳，尘笼外壳的表面设有可供气体进入的网孔，尘笼外壳连接有尘笼驱动机构，尘笼的内部上部设有固定不动的负压空腔，负压空腔连接有负压发生机构，纤维刮板位于尘笼的下方且与尘笼外壳相抵触。本发明提供的实验装置，可以对熔喷纺丝装置的熔喷纤维实施快速冷却以用于研究快速冷却对熔喷纤维性能影响的实验。

技术领域

本发明涉及一种用于研究快速冷却对熔喷纤维性能影响的实验装置，属于纺丝技术领域。

背景技术

纤维纺丝方法主要包括静电纺丝、熔喷纺丝、液喷纺丝等方法，其中熔喷纺丝法因其纺丝得到的纤维具有平均直径较细(可以达到微米或亚微米级)、比表面积大、微粒捕获及微拉阻隔能力优异而得到广泛应用。目前熔喷纺丝制得的熔喷纤维在过花材料、医用材料、卫生材料、吸油材料、服装材料、热熔性粘合剂、专门电子材料等领域具有广泛的应用。

熔喷纺丝过程中，高聚物原料切片由固态经过烙融、挤压、搅拌、流动、分配、挤出、拉伸变细、结晶固化成为产品，根据聚合物原料在熔喷工艺设备中位置和状态，将熔喷纺丝大致分为三个阶段：第一个阶段是聚合物熔融分配阶段，即从聚合物原料进入熔喷设各到流出喷丝孔之前的阶段；第二个阶段是聚合物拉伸细化阶段，即聚合物熔体从喷丝孔中挤出到接收装置之前的阶段；第三阶段是聚合物凝聚成网阶段，即聚合物熔体在接收装置上凝聚并形成纤维网阶段。

发明人(熔喷非织造工艺中纤维成形机理的研究，辛三法，东华大学，2013年)研究发现，在聚合物拉伸细化阶段存在形变现象，对聚合物熔体进行快速冷却，可以使聚合物熔体的形变得到完全或部分保留，不仅可以影响熔喷纤维的相关性能，同时也有利于对熔喷纤维细化过程的外在和内在机制的深入研究。但是目前还没有专门的用于研究快速冷却对熔喷纤维性能影响的实验装置的相关报道。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种用于研究快速冷却对熔喷纤维性能影响的实验装置。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于研究快速冷却对熔喷纤维性能影响的实验装置，包括熔喷纺丝机构，所述熔喷纺丝机构设有喷丝孔，所述喷丝孔的下方设有冷却机构，所述冷却机构包括开口向上的低温液体容器，所述低温液体容器内装有低温液体，所述低温液体容器的内部设有尘笼和纤维刮板，所述尘笼的下部浸入低温液体的液面以下，所述尘笼包括可转动的尘笼外壳，尘笼外壳的表面设有可供气体进入的网孔，所述尘笼外壳连接有尘笼驱动机构，所述尘笼的内部上部设有固定不动的负压空腔，所述负压空腔连接有负压发生机构，所述纤维刮板位于尘笼的下方且与尘笼外壳相抵触。

作为优选方案，低温液体容器的开口端位于喷丝孔的正下方。

作为优选方案，所述低温液体是指温度≤0℃的液体。

作为进一步优选方案，所述低温液体的温度为-200℃～0℃。

作为进一步优选方案，所述低温液体包括但不限于0℃的水、液态氧(-183℃)、液态氨(-33.5℃)、液态氩(-122.3℃)、液态氮(-196℃)、液化天然气(-161.5℃)、液态烃。

作为优选方案，所述低温液体的液面与喷丝孔的出口端之间的距离为50～500mm。

作为优选方案，所述的实验装置还包括溶液刮板，所述溶液刮板设在低温液体的液面上方，且与尘笼外壳相抵触。

作为优选方案，所述尘笼的数量至少为一对，每对尘笼均对称设于低温液体容器的内部。

作为优选方案，每对尘笼的尘笼外壳的转动方向相反。