一种溶液喷射纺丝模头的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种溶液喷射纺丝模头，该模头包括进料板、分配板、喷丝毛细管、喷丝毛细管固定板、一级气流挡板、第一气流腔、二级气流挡板、第二气流腔、一级气流盖板、三级气流挡板、第三气流腔、喷丝毛细管固定件、二级气流盖板。喷丝毛细管固定件的设计可以在保证同心的同时，便于模头的安装、拆卸和维护。喷丝毛细管可拆卸连接方式紧密连接于喷丝毛细管固定板上，当发生堵料或者损坏时，方便拆卸。该模头可以实现为每个溶液挤出细流提供单独的环形牵伸气流，且牵伸气流分布均匀，可保证纺丝过程的顺利进行，具有组装方便，生产效率高，可规模化生产的特点。
【专利说明】一种溶液喷射纺丝模头
【技术领域】
[0001]本发明涉及纺丝模具【技术领域】，尤其是涉及一种用于制备微纳米纤维的溶液喷射纺丝模头。
[0002]背景资料
[0003]微纳米纤维由于直径小、比表面积大等优点，被认为是一种高性能、高附加值的纤维产品，在过滤材料、保暖材料、吸油材料、医疗卫生等领域应用广泛。目前制备微纳米纤维的方法包括熔喷法、双组份复合纺丝法、静电纺丝法以及溶液喷射纺丝法等。
[0004]所说的溶液喷射纺丝法，是中国专利ZL201110041792.3揭示的一种聚合物纳微纤维非织造布的制备方法，其纺丝过程是把一种或多种聚合物的溶液挤压通过喷丝孔，同时利用高速气体喷吹纺丝液的挤出细流，从而实现纺丝液的超细拉伸并促进溶剂挥发而形成微纳米纤维的方法。
[0005]溶液喷射纺丝法作为一种新型纺丝技术，目前尚未有专门针对该技术的纺丝模头，尤其是可适用规模化生产的纺丝模头。作为一种气流拉伸成形纺丝技术，溶液喷射纺丝法可视为由熔喷技术演变而来，其区别在于，在溶液喷射纺丝过程中使用纺丝溶液代替熔喷技术中纺丝熔体，因此在熔喷技术中广泛使用的双槽型纺丝模头也可应用于溶液喷射法中，该类纺丝模头在多个专利中已有报道，如在美国专利US3849040，US3825380和中国专利申请201210283434.3等。但在实际操作中，该类模头容易出现纺丝熔体粘附喷丝孔、喷吹风风速不匀导致的风口狭缝、易出现并丝和纺丝不均匀等问题。
【发明内容】
[0006]针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种溶液喷射纺丝模头。该模头可以实现为每个溶液挤出细流提供单独的环形牵伸气流，且牵伸气流分布均匀，可保证纺丝过程的顺利进行，具有组装方便，生产效率高，可规模化生产的特点。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种溶液喷射纺丝模头。该模头包括进料板、分配板、喷丝毛细管、喷丝毛细管固定板、一级气流挡板、第一气流腔、二级气流挡板、第二气流腔、一级气流盖板、三级气流挡板、第三气流腔、喷丝毛细管固定件、二级气流盖板。
[0008]所述进料板具有进料腔、进料孔用以输入纺丝溶液；所述分配板具有分配导槽，分配导槽包括分配横导槽和/或分配竖导槽中的一个或者两个，可用于具有多排喷丝毛细管的溶液喷射纺丝，分配横导槽和分配竖导槽都具有分配孔，用以分配纺丝溶液；所述喷丝毛细管固定板上安装有喷丝毛细管；所述一级气流挡板具有一级进气孔用以输入高压气体；所述二级气流挡板具有二级进气孔用以输入被缓冲后的高压气体；所述一级气流盖板具有一级贯通孔用以扩散二级进气孔导入的气体，同时一级气流盖板具有固定孔，喷丝毛细管从固定孔穿过，用以喷丝毛细管固定件的固定；所述二级气流盖板具有二级贯通孔，用以通过均匀的高速气流实现对喷丝毛细管中的溶液细流实现牵伸并促进溶剂挥发形成微纳米纤维。[0009]所述分配板与进料板紧密配合，并且紧靠于进料板的表面上具有流体分配导槽，该分配导槽把进料板输入的纺丝溶液进行相应地分配；喷丝毛细管固定板与分配板紧密配合；喷丝毛细管紧密连接于喷丝毛细管固定板上，并且穿过一级气流盖板的固定孔和喷丝毛细管固定件，穿出二级气流盖板下部，喷丝毛细管的上表面对应分配孔，用以压出纺丝溶液细流；二级气流挡板分别与喷丝毛细管固定板和一级气流盖板紧密配合，形成第二气流腔；一级气流挡板分别与喷丝毛细管固定板和二级气流挡板紧密配合，形成第一气流腔；三级气流挡板分别与一级气流盖板和二级气流盖板紧密配合，形成第三气流腔；喷丝毛细管固定件紧密连接于一级气流盖板的固定孔上，与喷丝毛细管形成紧密配合，可阻止第二气流腔的气体沿喷丝毛细管周围喷出，同时起到将喷丝毛细管固定的作用。
[0010]所述溶液喷射纺丝模头在进料板的进料腔内设置成具有分料导槽的结构，从而省去分配板，此种模头可用于具有单排喷丝毛细管的溶液喷射纺丝。所述分料导槽的导槽之间具有凹槽，而且凹槽高度逐渐减小，以减缓进料口的料液流速，使之经过缓冲后均匀的进入喷丝毛细管。
[0011]所述喷丝毛细管与喷丝毛细管固定板的连接方式是可拆卸连接。
[0012]所述喷丝毛细管固定件与一级气流盖板的固定孔的连接方式是可拆卸连接。
[0013]所述喷丝毛细管的长度是其内径的12-150倍，其延伸到二级气流盖板外部的长度是其内径的1_10倍。
[0014]所述第一气流腔和第二气流腔的高度是喷丝毛细管内径的至少6倍。
[0015]所述第三气流腔的高度是喷丝毛细管内径的至少3倍。
[0016]所述分配孔直径是0.2_2mm。
[0017]所述一级进气孔的直径为8-100mm。
[0018]所述二级进气孔的直径是0.5_5mm。
[0019]所述一级贯通孔在一级气流盖板上均勻排布,其直径是0.2_5mm。
[0020]所述二级贯通孔与相对应的喷丝毛细管具有相同数量，喷丝毛细管和二级贯通孔具有同轴设计，其直径是喷丝毛细管外径的1.5-5倍。
[0021]所述模头的工作原理是:将纺丝溶液通过进料孔进到进料板的进料腔中，经过分配板的分配导槽分料后，由分配孔(或者省去分配板，由分料导槽分料)均匀的进入喷丝毛细管中，并挤出形成纺丝溶液细流。高速高压气体由一级进气孔进入第一气流腔缓冲，再经二级进气孔进入第二气流腔进一步缓冲稳压，经一级贯通孔进入第三气流腔，经过三级混合后的均匀气流再由二级贯通孔喷出，在纺丝溶液细流周围形成环形牵伸气流，可实现溶液细流的超细拉伸，并促进溶剂挥发，形成微纳米纤维。
[0022]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0023](I)相比现有的双槽型熔喷纺丝模头，本技术方案可以实现为每个溶液挤出细流提供单独的环形牵伸气流，可以防止气流牵伸力不足、纺丝液的喷丝模头上的粘连，以及牵伸风分布不匀导致的纺丝不顺利等问题。
[0024](2)溶液喷射纺丝模头具有三级气流腔，可将由一级进气孔进入的高压气流充分均匀，以适应纺丝气流对生产工艺的要求,初生高均匀度的微纳米纤维。
[0025](3)喷丝毛细管固定件的设计可以在保证同心的同时，便于模头的安装、拆卸和维护。[0026](4)喷丝毛细管可拆卸连接方式紧密连接于喷丝毛细管固定板上，当发生堵料或者损坏时，方便拆卸。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是本发明溶液喷射纺丝模头一种实施例示意图。
[0028]图2是本发明溶液喷射纺丝模头一种实施例分配板上表面示意图。
[0029]图3是本发明溶液喷射纺丝模头一种实施例分配板上表面示意图。
[0030]图4是本发明溶液喷射纺丝模头一种实施例进料板下表面示意图。
[0031]图5是本发明溶液喷射纺丝模头一种实施例二级气流盖板下表面示意图。
[0032]图6是本发明溶液喷射纺丝模头一种实施例二级气流盖板下表面示意图。
【具体实施方式】
[0033]下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明。
[0034]该溶液喷射纺丝模头(参见图1-6)包括进料板1、分配板2、喷丝毛细管3、喷丝毛细管固定板4、一级气流挡板5、第一气流腔6、二级气流挡板7、第二气流腔8、一级气流盖板
9、三级气流挡板10、第三气流腔11、喷丝毛细管固定件12、二级气流盖板13。
[0035]所述进料板I具有进料腔1.1、进料孔1.2用以输入纺丝溶液；所述分配板2具有分配导槽，分配导槽包括分配横导槽2.1和/或分配竖导槽2.2中的一个或者两个,可用于具有多排喷丝毛细管3的溶液喷射纺丝，分配横导槽2.1和分配竖导槽2.2都具有分配孔
2.3，用以分配纺丝溶液；所述喷丝毛细管固定板4上安装有喷丝毛细管3 ;所述一级气流挡板5具有一级进气孔5.1用以输入高压气体；所述二级气流挡板7具有二级进气孔7.1用以输入被缓冲后的高压气体；所述一级气流盖板9具有一级贯通孔9.1用以扩散二级进气孔7.1导入的气体，同时一级气流盖板9具有固定孔9.2，喷丝毛细管3从固定孔9.2穿过，用以喷丝毛细管固定件12的固定；所述二级气流盖板13具有二级贯通孔13.1，用以通过均匀的高速气流实现对喷丝毛细管3中的溶液细流实现牵伸并促进溶剂挥发形成微纳米纤维。
[0036]所述分配板2与进料板I紧密配合，并且紧靠于进料板I的表面上具有流体分配导槽，该分配导槽把进料板I输入的纺丝溶液进行相应地分配；喷丝毛细管固定板4与分配板2紧密配合；喷丝毛细管3紧密连接于喷丝毛细管固定板4上，并且穿过一级气流盖板9的固定孔9.2和喷丝毛细管固定件12，穿出二级气流盖板13下部，喷丝毛细管3的上表面对应分配孔2.3，用以压出纺丝溶液细流；二级气流挡板7分别与喷丝毛细管固定板4和一级气流盖板9紧密配合，形成第二气流腔8 ;一级气流挡板5分别与喷丝毛细管固定板4和二级气流挡板7紧密配合，形成第一气流腔6 ;三级气流挡板10分别与一级气流盖板9和二级气流盖板13紧密配合，形成第三气流腔11 ;喷丝毛细管固定件12固定连接于一级气流盖板9的固定孔9.2上，与喷丝毛细管3形成紧密配合，可阻止第二气流腔8的气体沿喷丝毛细管3周围喷出，同时起到将喷丝毛细管3固定的作用。
[0037]所述溶液喷射纺丝模头在进料板I的进料腔1.1内设置成具有分料导槽1.3的结构，从而省去分配板2，此种模头可用于具有单排喷丝毛细管3的溶液喷射纺丝。所述分料导槽1.3的导槽之间具有凹槽，而且凹槽高度逐渐减小，以减缓进料口 1.2的料液流速，使之经过缓冲后均匀的进入喷丝毛细管3。
[0038]所述喷丝毛细管3与喷丝毛细管固定板4的连接方式是可拆卸连接。
[0039]所述喷丝毛细管固定件12与一级气流盖板9的固定孔9.2的连接方式是可拆卸连接。
[0040]所述喷丝毛细管3的长度是其内径的12-150倍，其延伸到二级气流盖板13外部的长度是其内径的1-10倍。
[0041]所述第一气流腔6和第二气流腔8的高度是喷丝毛细管3内径的至少6倍。
[0042]所述第三气流腔11的高度是喷丝毛细管3内径的至少3倍。
[0043]所述分配孔2.3直径是0.2_2mm。
[0044]所述一级进气孔5.1的直径为8-100mm。
[0045]所述二级进气孔7.1的直径是0.5_5mm。
[0046]所述一级贯通孔9.1在一级气流盖板9上均勻排布,其直径是0.2_5mm。
[0047]所述二级贯通孔13.1与相对应的喷丝毛细管3具有相同数量，喷丝毛细管3和二级贯通孔13.1具有同轴设计，其直径是喷丝毛细管3外径的1.5-5倍。
[0048]所述模头的工作原理是:将纺丝溶液通过进料孔1.2进到进料板I的进料腔1.1中，经过分配板2的分配导槽分料后，由分配孔2.3(或者省去分配板2，由分料导槽1.3分料)均匀的进入喷丝毛细管3中，并挤出形成纺丝溶液细流。高速高压气体由一级进气孔
5.1进入第一气流腔6缓冲，再经二级进气孔7.1进入第二气流腔8进一步缓冲稳压，经一级贯通孔9.1进入第三气流腔11，经过三级混合后的均匀气流再由二级贯通孔13.1喷出，在纺丝溶液细流周围形成环形牵伸气流，可实现溶液细流的超细拉伸，并促进溶剂挥发，形成微纳米纤维。
[0049]实施例1
[0050]溶液喷射纺丝模头包括(参见图1、图2、图6)进料板1、分配板2、喷丝毛细管3、喷丝毛细管固定板4、一级气流挡板5、第一气流腔6、二级气流挡板7、第二气流腔8、一级气流盖板9、三级气流挡板10、第三气流腔11、喷丝毛细管固定件12、二级气流盖板13。
[0051]所述进料板I具有进料腔1.1、进料孔1.2 ;所述分配板2具有分配横导槽2.1，分配横导槽2.1具有分配孔2.3 ;所述喷丝毛细管固定板4上安装有喷丝毛细管3 ;所述一级气流挡板5具有一级进气孔5.1 ;所述二级气流挡板7具有二级进气孔7.1 ;所述一级气流盖板9具有一级贯通孔9.1和固定孔9.2 ;所述二级气流盖板13具有二级贯通孔13.1。
[0052]所述分配板2与进料板I紧密配合；喷丝毛细管固定板4与分配板2紧密配合；喷丝毛细管3紧密连接于喷丝毛细管固定板4上，并且穿过一级气流盖板9的固定孔9.2和喷丝毛细管固定件12，穿出二级气流盖板13下部，喷丝毛细管3的上表面对应分配孔2.3 ；二级气流挡板7分别与喷丝毛细管固定板4和一级气流盖板9紧密配合，形成第二气流腔8 ;—级气流挡板5分别与喷丝毛细管固定板4和二级气流挡板7紧密配合，形成第一气流腔6 ;三级气流挡板10分别与一级气流盖板9和二级气流盖板13紧密配合，形成第三气流腔11 ;喷丝毛细管固定件12固定连接于一级气流盖板9的固定孔9.2上，与喷丝毛细管3形成紧密配合。
[0053]喷丝毛细管3采用螺纹连接与毛细管固定板4连接；喷丝毛细管固定件12与一级气流盖板9的固定孔9.2采用螺纹连接。[0054]喷丝毛细管的内径为0.5mm，长度为48mm，延伸到二级气流盖板13外部的长度是0.8mmο
[0055]第一气流腔6和第二气流腔8的高度分别是6mm和22mm ;第三气流腔11的高度为 4mm。
[0056]分配孔2.3的直径为0.3mm ;一级进气孔5.1的直径为8mm ;二级进气孔7.1的直径为0.6mm ;一级贯通孔9.1设计四排共计60个，在第一气流盖板9上均匀排布，直径为
0.3mm ;二级贯通孔13.1共计60个，与喷丝毛细管3和二级贯通孔13.1同轴设计，直径为
1.Smnin
[0057]将平均分子量(Mw)为280,000的聚氨酯溶解于以质量分数12%的比例溶入N，N-二甲基甲酰胺中，搅拌直至混合均匀，制成纺丝溶液，纺丝溶液的粘度在25°C下为4300mP.S。
[0058]将纺丝溶液经计量泵通过进料孔1.2进到进料板I的进料腔1.1中，供应速率为2OOmL / min,经过分配板2的分配横导槽2.1分料后，由分配孔2.3均勻的进入喷丝毛细管3中。高速高压气体由一级进气孔5.1进入第一气流腔6，再经二级进气孔7.1进入第二气流腔8，再经一级贯通孔9.1进入第三气流腔11，经过三级混合后的均匀气流由二级贯通孔13.1喷出。纺丝溶液从喷丝毛细管3中挤出，被经二级贯通孔13.1喷射出的高速喷射气流牵伸细化，高速气流拉伸纺丝溶液细流，溶剂挥发形成纳微纤维。一级进气孔5.1出口压力(喷射压力)设定为0.42MPa，温度为室温。
[0059]利用SEM影像测量所得到的纳微纤维，所得纳微纤维的直径在0.14-0.82微米之间。
[0060]实施例2
[0061]溶液喷射纺丝模头包括(参见图1、图3、图6)进料板1、分配板2、喷丝毛细管3、喷丝毛细管固定板4、一级气流挡板5、第一气流腔6、二级气流挡板7、第二气流腔8、一级气流盖板9、三级气流挡板10、第三气流腔11、喷丝毛细管固定件12、二级气流盖板13。
[0062]所述进料板I具有进料腔1.1、进料孔1.2 ;所述分配板2具有分配竖导槽2.2，分配竖导槽2.2具有分配孔2.3 ;所述喷丝毛细管固定板4上安装有喷丝毛细管3 ;所述一级气流挡板5具有一级进气孔5.1 ;所述二级气流挡板7具有二级进气孔7.1 ;所述一级气流盖板9具有一级贯通孔9.1和固定孔9.2 ;所述二级气流盖板13具有二级贯通孔13.1。
[0063]所述分配板2与进料板I紧密配合；喷丝毛细管固定板4与分配板2紧密配合；喷丝毛细管3固定连接于喷丝毛细管固定板4上，并且穿过一级气流盖板9的固定孔9.2和喷丝毛细管固定件12，穿出二级气流盖板13下部，喷丝毛细管3的上表面对应分配孔2.3 ；二级气流挡板7分别与喷丝毛细管固定板4和一级气流盖板9紧密配合，形成第二气流腔8 ;—级气流挡板5分别与喷丝毛细管固定板4和二级气流挡板7紧密配合，形成第一气流腔6 ;三级气流挡板10分别与一级气流盖板9和二级气流盖板13紧密配合，形成第三气流腔11 ;喷丝毛细管固定件12固定连接于一级气流盖板9的固定孔9.2上，与喷丝毛细管3形成紧密配合。
[0064]喷丝毛细管3采用卡扣连接方式固定在毛细管固定板4上；喷丝毛细管固定件12与一级气流盖板9的固定孔9.2采用卡槽连接。
[0065]喷丝毛细管的内径为0.3mm，长度为18mm，延伸到二级气流盖板13外部的长度是0.5mmο
[0066]第一气流腔6和第二气流腔8的高度分别是6mm和IOmm ;第三气流腔11的高度为 4mm。
[0067]分配孔2.3的直径为0.5mm ;一级进气孔5.1的直径为20mm ;二级进气孔7.1的直径为Imm ;—级贯通孔9.1设计四排共计120个，在第一气流盖板9上均匀排布，直径为0.5mm ;二级贯通孔13.1共计120个，与喷丝毛细管3和二级贯通孔13.1同轴设计，直径为
2.2mm。
[0068]将平均分子量(Mw)为350，000的聚丙烯腈以质量分数20%的比例溶入N，N- 二甲基甲酰胺中，在搅拌下直至混合均匀，制成纺丝溶液，溶液粘度在30°C下为14900mP.S。
[0069]将纺丝溶液经计量泵通过进料孔1.2进到进料板I的进料腔1.1中，供应速率为200mL / min，经过分配板2的分配竖导槽2.2分料后，由分配孔2.3均匀的进入喷丝毛细管3中。高速高压气体由一级进气孔5.1进入第一气流腔6，再经二级进气孔7.1进入第二气流腔8，再经一级贯通孔9.1进入第三气流腔11，经过三级混合后的均匀气流由二级贯通孔13.1喷出。纺丝溶液从喷丝毛细管3中挤出，被经二级贯通孔13.1喷射出的高速喷射气流牵伸细化，高速气流拉伸纺丝溶液细流，溶剂挥发形成纳微纤维。一级进气孔5.1出口压力(喷射压力)设定为0.88MPa，温度为室温。
[0070]利用SEM影像测量所得到的纳微纤维，所得纳微纤维的直径在0.28-0.92微米之间。
[0071]实施例3
[0072]溶液喷射纺丝模头包括(参见图1、图2、图3、图6)进料板1、分配板2、喷丝毛细管3、喷丝毛细管固定板4、一级气流挡板5、第一气流腔6、二级气流挡板7、第二气流腔8、一级气流盖板9、三级气流挡板10、第三气流腔11、喷丝毛细管固定件12、二级气流盖板13。
[0073]所述进料板I具有进料腔1.1、进料孔1.2 ;所述分配板2具有分配横导槽2.1和分配竖导槽2.2，分配横导槽2.1和分配竖导槽2.2具有分配孔2.3 ;所述喷丝毛细管固定板4上安装有喷丝毛细管3 ;所述一级气流挡板5具有一级进气孔5.1 ;所述二级气流挡板7具有二级进气孔7.1 ;所述一级气流盖板9具有一级贯通孔9.1和固定孔9.2 ;所述二级气流盖板13具有二级贯通孔13.1。
[0074]所述分配板2与进料板I紧密配合；喷丝毛细管固定板4与分配板2紧密配合；喷丝毛细管3固定连接于喷丝毛细管固定板4上，并且穿过一级气流盖板9的固定孔9.2和喷丝毛细管固定件12，穿出二级气流盖板13下部，喷丝毛细管3的上表面对应分配孔2.3 ；二级气流挡板7分别与喷丝毛细管固定板4和一级气流盖板9紧密配合，形成第二气流腔8 ;—级气流挡板5分别与喷丝毛细管固定板4和二级气流挡板7紧密配合，形成第一气流腔6 ;三级气流挡板10分别与一级气流盖板9和二级气流盖板13紧密配合，形成第三气流腔11 ;喷丝毛细管固定件12固定连接于一级气流盖板9的固定孔9.2上，与喷丝毛细管3形成紧密配合。
[0075]喷丝毛细管3采用螺纹连接与毛细管固定板4连接；喷丝毛细管固定件12与一级气流盖板9的固定孔9.2采用旋转扣连接。
[0076]喷丝毛细管的内径为0.8mm，长度为10mm，延伸到二级气流盖板13外部的长度是0.8mmο[0077]第一气流腔6和第二气流腔8的高度分别是6_和4.8mm ;第三气流腔11的高度为 2.5mmο
[0078]分配孔2.3的直径为1.5mm ;一级进气孔5.1的直径为50mm ;二级进气孔7.1的直径为3mm ;—级贯通孔9.1设计四排共计300个，在第一气流盖板9上均匀排布，直径为3mm ;二级贯通孔13.1共计300个，与喷丝毛细管3和二级贯通孔13.1同轴设计，直径为
3.2mm。
[0079]将平均分子量(Mw)为300，000的聚(环氧乙烷)以质量分数8%的比例溶解于去离子水中，并加入相对于聚(环氧乙烷)质量2%的硝酸银(AgNO3),搅拌直至混合均匀，制成纺丝溶液，溶液粘度在50°C下为1800mP.S。
[0080]将纺丝溶液经计量泵通过进料孔1.2进到进料板I的进料腔1.1中，供应速率为200mL / min,经过分配板2的分配横导槽2.1和分配竖导槽2.2分配后，由分配孔2.3均匀的进入喷丝毛细管3中。高速高压气体由一级进气孔5.1进入第一气流腔6，再经二级进气孔7.1进入第二气流腔8，再经一级贯通孔9.1进入第三气流腔11，经过三级混合后的均匀气流由二级贯通孔13.1喷出。纺丝溶液从喷丝毛细管3中挤出，被经二级贯通孔13.1喷射出的高速喷射气流牵伸细化，高速气流拉伸纺丝溶液细流，溶剂挥发形成纳微纤维。一级进气孔5.1出口压力(喷射压力)设定为0.68MPa，温度为室温。
[0081]利用SEM影像测量所得到的纳微纤维，所得纳微纤维的直径在0.18-0.64微米之间。
[0082]实施例4
[0083]溶液喷射纺丝模头(参见图4、图5)包括进料板1、喷丝毛细管3、喷丝毛细管固定板4、一级气流挡板5、第一气流腔6、二级气流挡板7、第二气流腔8、一级气流盖板9、三级气流挡板10、第三气流腔11、喷丝毛细管固定件12、二级气流盖板13。
[0084]所述进料板I具有进料腔1.1、进料孔1.2 ;所述喷丝毛细管固定板4上安装有喷丝毛细管3 ;所述一级气流挡板5具有一级进气孔5.1 ;所述二级气流挡板7具有二级进气孔7.1 ;所述一级气流盖板9具有一级贯通孔9.1和固定孔9.2 ;所述二级气流盖板13具有二级贯通孔13.1。
[0085]所述溶液喷射纺丝模头在进料板I的进料腔1.1内设置成具有分料导槽1.3的结构，从而省去分配板2，此种模头可用于具有单排喷丝毛细管3的溶液喷射纺丝(参见图5)。所述分料导槽1.3导槽之间具有凹槽，而且凹槽高度逐渐减小，以减缓进料口 1.2的料液流速，使之经过缓冲后均匀的进入喷丝毛细管3。
[0086]所述喷丝毛细管固定板4与进料板I紧密配合；喷丝毛细管3紧密连接于喷丝毛细管固定板4上，并且穿过一级气流盖板9的固定孔9.2和喷丝毛细管固定件12，穿出二级气流盖板13下部，喷丝毛细管3的上表面对应分料导槽1.3 ;二级气流挡板7分别与喷丝毛细管固定板4和一级气流盖板9紧密配合，形成第二气流腔8 ;一级气流挡板5分别与喷丝毛细管固定板4和二级气流挡板7紧密配合，形成第一气流腔6 ;三级气流挡板10分别与一级气流盖板9和二级气流盖板13紧密配合，形成第三气流腔11 ;喷丝毛细管固定件12固定连接于一级气流盖板9的固定孔9.2上，与喷丝毛细管3形成紧密配合。
[0087]喷丝毛细管3采用螺纹连接与毛细管固定板4连接；喷丝毛细管固定件12与一级气流盖板9的固定孔9.2采用螺纹连接。[0088]喷丝毛细管的内径为0.5mm，长度为78mm，延伸到二级气流盖板13外部的长度是5mm ο
[0089]第一气流腔6和第二气流腔8的高度分别是IOmm和52mm ;第三气流腔11的高度为 10mnin
[0090]分配孔2.3的直径为1.2mm ;一级进气孔5.1的直径为8mm ;二级进气孔7.1的直径为1.2mm ;一级贯通孔9.1设计一排共计20个，在第一气流盖板9上均匀排布，直径为
2.2mm ;二级贯通孔13.1 一排共计20个，与喷丝毛细管3和二级贯通孔13.1同轴设计，直径为2.1mm。
[0091]将聚合度为600的纤维素以质量分数8%的比例溶解于LiCl / DMAc (氯化锂/N, N- 二甲基乙酰胺)中，在搅拌下直至混合均匀，并混入质量分数含量为0.2 %的纳米银颗粒，制成纺丝溶液，溶液粘度在45°C下为8400mP.S。
[0092]将纺丝溶液经计量泵通过进料孔1.2进到进料板I的进料腔1.1中，供应速率为200mL / min，经过分料导槽1.3的分料后，直接进入喷丝毛细管3中。高速高压气体由一级进气孔5.1进入第一气流腔6，再经二级进气孔7.1进入第二气流腔8，再经一级贯通孔
9.1进入第三气流腔11，经过三级混合后的均匀气流由二级贯通孔13.1喷出。纺丝溶液从喷丝毛细管3中挤出，被经二级贯通孔13.1喷射出的高速喷射气流牵伸细化，高速气流拉伸纺丝溶液细流，溶剂挥发形成纳微纤维。一级进气孔5.1出口压力(喷射压力)设定为
0.62MPa，温度为室温。
[0093]利用SEM影像测量所得到的纳微纤维，所得纳微纤维的直径在0.24-0.81微米之间。
[0094]在上述说明中，本发明制备方法采用下面的测试方法来确定各种所列出的特性参数。
[0095]1.纺丝溶液浓度:以电子天平分别称量聚合物质量和溶剂质量，计算聚合物质量占总质量的百分比例。
[0096]2.纺丝溶液粘度:在配备有一个20mm平行板的流变仪上进行测量。在23°C下，剪切速率以4分钟从O上升到1000s—1，将数据收集下来，并以s—1下的mP.s(毫帕.秒)记录。
[0097]3.纳微纤维直径:通过扫描电子显微镜进行观察、测量，对于每个纳微纤维制品样品，测量100根纤维的直径给出其平均直径范围。
【权利要求】
1.一种溶液喷射纺丝模头，所述模头包括进料板，其特征在于所述模头还包括分配板、喷丝毛细管、喷丝毛细管固定板、一级气流挡板、第一气流腔、二级气流挡板、第二气流腔、一级气流盖板、三级气流挡板、第三气流腔、喷丝毛细管固定件、二级气流盖板； 所述进料板具有进料腔、进料孔；所述分配板具有分配导槽，分配导槽具有分配孔；所述喷丝毛细管固定板上安装有喷丝毛细管；所述一级气流挡板具有一级进气孔；所述二级气流挡板具有二级进气孔；所述一级气流盖板具有一级贯通孔，同时一级气流盖板具有固定孔，喷丝毛细管从固定孔穿过；所述二级气流盖板具有二级贯通孔； 所述分配板与进料板紧密配合，并且紧靠于进料板的表面上具有流体分配导槽；喷丝毛细管固定板与分配板紧密配合；喷丝毛细管紧密连接于喷丝毛细管固定板上，并且穿过一级气流盖板的固定孔和喷丝毛细管固定件，穿出二级气流盖板下部，喷丝毛细管的上表面对应分配孔；二级气流挡板分别与喷丝毛细管固定板和一级气流盖板紧密配合，形成第二气流腔；一级气流挡板分别与喷丝毛细管固定板和二级气流挡板紧密配合，形成第一气流腔；三级气流挡板分别与一级气流盖板和二级气流盖板紧密配合，形成第三气流腔；喷丝毛细管固定件连接于一级气流盖板上，与喷丝毛细管形成紧密配合。
2.根据权利要求1所述的溶液喷射纺丝模头，其特征在于所述分配导槽包括分配横导槽和/或分配竖导槽中的一个或者两个。
3.一种溶液喷射纺丝模头，其特征在于所述模头包括:进料板、喷丝毛细管、喷丝毛细管固定板、一级气流挡板、第一气流腔、二级气流挡板、第二气流腔、一级气流盖板、三级气流挡板、第三气流腔、喷丝毛细管固定件、二级气流盖板； 所述进料板具有进料腔、进料孔和分料导槽；所述喷丝毛细管固定板上安装有喷丝毛细管；所述一级气流挡板具有一级进气孔；所述二级气流挡板具有二级进气孔；所述一级气流盖板具有一级贯通孔，同时一级气流盖板具有固定孔，喷丝毛细管从固定孔穿过；所述二级气流盖板具有二级贯通孔； 所述喷丝毛细管固定板与进料板紧密配合；喷丝毛细管紧密连接于喷丝毛细管固定板上，并且穿过一级气流盖板的固定孔和喷丝毛细管固定件，穿出二级气流盖板下部，喷丝毛细管的上表面对应分料导槽；二级气流挡板分别与喷丝毛细管固定板和一级气流盖板紧密配合，形成第二气流腔；一级气流挡板分别与喷丝毛细管固定板和二级气流挡板紧密配合，形成第一气流腔；三级气流挡板分别与一级气流盖板和二级气流盖板紧密配合，形成第三气流腔；所述喷丝毛细管固定件连接于一级气流盖板的固定孔上，与喷丝毛细管形成紧密配合。
4.根据权利要求3所述的溶液喷射纺丝模头，其特征在于所述分料导槽导槽之间具有凹槽，且凹槽高度逐渐减小。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的溶液喷射纺丝模头，其特征在于喷丝毛细管的长度是其内径的12-150倍，喷丝毛细管延伸到二级气流盖板外部的长度是其内径的1-10倍。
6.根据权利要求1-4中的任一项所述的溶液喷射纺丝模头，其特征在于所述喷丝毛细管与喷丝毛细管固定板的连接方式是可拆卸连接。
7.根据权利要求1-4中的任一项所述的溶液喷射纺丝模头，其特征在于所述喷丝毛细管固定件与一级气流盖板的固定孔的连接方式是可拆卸连接。
8.根据权利要求1-4中的任一项所述的溶液喷射纺丝模头，其特征在于所述第一气流腔和第二气流腔的高度是喷丝毛细管内径的至少6倍；所述第三气流腔的高度是喷丝毛细管内径的至少3倍。
9.根据权利要求1-4中的任一项所述的溶液喷射纺丝模头，其特征在于所述一级进气孔的直径为8-100_ ;所述二级进气孔的直径是0.5-5mm ;所述一级贯通孔在一级气流盖板上均匀排布，其直径是0.2-5mm;所述二级贯通孔与相对应的喷丝毛细管具有相同数量，喷丝毛细管和二级贯通孔具有同轴设计，其直径是喷丝毛细管外径的1.5-5倍。
10.根据权利要求1或2所述的溶液喷射纺丝模头，其特征在于所述分配孔直径是0.2_2mm。
【文档编号】D01D4/00GK103882535SQ201410150476
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2014年4月11日
【发明者】庄旭品, 程博闻, 唐定友, 蔡占军, 石磊, 康卫民, 李红军, 李梦芹 申请人:天津工业大学