[实用新型]气流气泡纺丝装置

说明书

本实用新型涉及一种气流气泡纺丝装置，包括储液池、气泡喷射管、发泡装置、吹气装置和接收装置，气泡喷射管沿竖直方向设置，发泡装置和吹气装置设置在气泡喷射管的侧面，发泡装置包括第一气流发生装置，第一气流发生装置通过第一气流加热管与所述气泡喷射管连接，第一气流加热管与所述气泡喷射管之间通过喷气管连通，喷气管的一端位于所述气泡喷射管内部且开口向上，吹气装置的个数为2个，两吹气装置对称的位于气泡喷射管的两侧，所述吹气装置用于为气泡喷射管中产生的气泡提供破裂的动力并将气泡拉伸喷射至所述接收装置上，所述发泡装置和吹气装置连接有温度感应器。

技术领域

本实用新型涉及纺丝设备领域，尤其涉及一种气流气泡纺丝装置。

背景技术

众所周知，静电纺丝是在高压电场环境下，利用电场力克服溶液或者熔体的泰勒锥的表面张力并对发生电荷转移的纺丝液体进行拉伸细化而形成纳米纤维的技术。而气泡静电纺也是同样在高压电场的环境下，利用电场力克服聚合物或者熔体气泡、膜的表面张力，使气泡、膜发生破裂，并在电场力的作用下使因气泡、膜破裂所产生的射流被拉细至纳米数量级，形成纳米纤维。

以上两种工艺都使用了高压静电，而上万伏的高压工作环境存在着极大的安全隐患。此外，从现有技术来看，要想成功的纺制纳米级纤维，最关键的就是要使纺丝原料在某一形态时可以在一定的条件作用下被拉伸的足够细。基于此，在大量的理论基础与实验尝试下，有研究发现可以利用具有一定速度、一定温度的气流作用来代替高压电场所具有的电场力作用，利用气流的机械力作用，克服气泡的表面张力使气泡发生破裂，并且对破裂气泡所产生的射流进行进一步的拉伸，从而得到理想的纳米纤维。这一方法不仅可以避免高压静电可能引起的潜在危险，还极大的提高了产量，在一定程度上实现了微纳米纤维的批量化生产，同时还可以得到纤维纱状结构的微纳米纤维集合体，制备纳米多孔纤维，实现安全生产。

气流气泡纺丝方法作为一种新型的制备纳米纤维的气泡纺丝方法，利用具有一定温度和速度的外加气流来代替气泡静电纺丝中的电场力，克服聚合物或者熔体气泡、膜的表面张力，促使气泡破裂，同时在气流作用下对因气泡破裂而产生的碎片射流进行进一步的拉伸，拉伸的同时伴随溶剂挥发，射流固化，最终在接收板上形成纳米纤维。

但是，鉴于气泡破裂时所产生的碎片射流具有非常大的随机性以及不可控性，且外加气流的运动也具有十分复杂的运动轨迹，碎片射流除一部分被拉伸为纳米纤维外，没有被完全拉伸的射流就会在接收板上形成较大的液滴，这些还没有来得及固化的液滴就会成为粘结物，将纤维及纤维束固定在接收板上，使纺丝样品很难从接收板上被取下来，使得在对产品进行机械性能等测试时，难以取样，从而很难实现各种由气流气泡纺丝方法制备的纳米纤维或纳米纤维束的性能测试。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种气流气泡纺丝装置，以可控的外界气场代替高压静电，得到具有优异力学性能，可以满足独立使用万能强力仪进行机械性能测试的多孔纳米纤维。

本实用新型的一种气流气泡纺丝装置，包括用于存储纺丝溶液的储液池、与所述储液池连接的气泡喷射管、发泡装置、吹气装置和接收装置，所述气泡喷射管沿竖直方向设置，所述发泡装置与所述气泡喷射管的底部连通，所述发泡装置包括第一气流发生装置，所述第一气流发生装置通过第一气流加热管与所述气泡喷射管的底部连通，所述第一气流加热管与所述气泡喷射管之间通过喷气管连通，所述喷气管的一端位于所述气泡喷射管内部的下方且开口向上，所述吹气装置的个数为2个，两吹气装置对称的位于气泡喷射管的两侧，所述吹气装置用于为气泡喷射管中产生的气泡提供破裂的动力并将气泡拉伸喷射至所述接收装置上，所述发泡装置和吹气装置连接有温度感应器，所述温度感应器用于检测所述发泡装置和吹气装置产生的气流的温度。

进一步地，吹气装置包括第二气流发生装置，所述第二气流发生装置连接有第二气流加热管，所述第二气流加热管连接所述温度感应器。

进一步地，第二气流加热管连接有吹气管，吹气管呈锥形设置。