[实用新型]一种制备复合纳米纤维的无针式气流纺装置

说明书

本实用新型公开的一种制备复合纳米纤维的无针式气流纺装置，属于纳米材料制造技术领域。倒锥旋转体的内腔与气体助推系统和核层纺丝液供液系统连通，气体助推系统用于向倒锥旋转体内腔中的核层纺丝液施加压力；倒锥旋转体的底部设有出液口，顶部通过转动密封结构与端盖连接，倒锥旋转体与旋转动力系统连接；壳层纺丝液涂液系统正对倒锥旋转体外锥面设置；高温高速气流喷射系统和接收装置分别相对设置在倒锥旋转体底部出液口的两侧。结构设计合理、工艺流程短，能够获得不同结构与性能的核‑壳结构复合纳米纤维，效率高、产量大，具有良好的应用前景。

技术领域

本实用新型属于纳米材料制造技术领域，具体涉及一种制备复合纳米纤维的无针式气流纺装置。

背景技术

特殊结构的功能纤维具有许多优异且独特的性能，在很多应用领域具有潜在的价值。随着纳米技术的飞速发展，纳米纤维的制备技术已成为推动纤维科学技术进步的重要支柱之一。通过在轴向上将多种材料结合的核-壳结构纳米纤维，由内、外多层的多组分纤维共同形成，相较于单纺纳米纤维，在功能性、机械性、稳定性等方面更加优异。例如，如果将核层材料去掉，就可以获得中空超细纤维。此外，利用可纺性好的聚合物做壳层，可纺性差的聚合物做核层，提高了难纺聚合物的可纺性。由于核-壳纳米纤维结构上的特殊性，其在催化过滤、气体存储、药物缓释、组织工程支架和伤口敷料等方面有极其重要的应用与价值，因此也受到科学界的高度重视和广泛研究。

目前，研究与应用较为广泛的核-壳结构纳米纤维制造工艺主要有静电纺丝、熔喷纺丝和复合纺丝三种。但是这三种方法各自存在有一定问题，静电纺丝法产量低、针头易堵、存在高压静电危险；熔喷纺丝法所得纤维的直径较粗、需要较高的纺丝温度；复合纺丝法设备复杂，工艺流程长，还需要高温和化学处理等。这些方法难以满足纳米纤维批量化、低成本、一致性等的制造特征，限制了核-壳结构纳米纤维大面积的产业化应用。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种制备复合纳米纤维的无针式气流纺装置，结构设计合理、工艺流程短，能够获得不同结构与性能的核-壳结构复合纳米纤维，效率高、产量大，具有良好的应用前景。

本实用新型通过以下技术方案来实现：

本实用新型公开了一种制备复合纳米纤维的无针式气流纺装置，包括气体助推系统、倒锥旋转体、核层纺丝液供液系统、壳层纺丝液涂液系统、端盖、旋转动力系统、高温高速气流喷射系统和接收装置；

倒锥旋转体的内腔与气体助推系统和核层纺丝液供液系统连通，气体助推系统用于向倒锥旋转体内腔中的核层纺丝液施加压力；倒锥旋转体的底部设有出液口，顶部通过转动密封结构与端盖连接，倒锥旋转体与旋转动力系统连接；壳层纺丝液涂液系统正对倒锥旋转体外锥面设置；高温高速气流喷射系统和接收装置分别相对设置在倒锥旋转体底部出液口的两侧。

优选地，倒锥旋转体锥角为10°～160°。

优选地，核层纺丝液供液系统包括储液罐和供液管，供液管的一端与储液罐连接，另一端穿过端盖伸入倒锥旋转体内腔中，供液管与端盖之间设有密封装置，供液管上设有阀门。

优选地，壳层纺丝液涂液系统包括涂覆机和喷枪，涂覆机与喷枪连接，喷枪正对倒锥旋转体外锥面。

优选地，旋转动力系统包括电机、传动系统和转轴，电机与传动系统连接，传动系统与转轴连接，转轴与倒锥旋转体连接。

优选地，高温高速气流喷射系统包括依次连接的高温高速气流发生装置、连接管和若干气流喷嘴；气流喷嘴和接收装置分别相对设置在倒锥旋转体底部出液口的两侧。

进一步优选地，气流喷嘴的数量为1～5个，气流喷嘴的出气口形状为圆形、矩形、三角形或梯形。