一种气流气泡纺丝装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于纺丝技术领域，具体涉及一种气流气泡纺丝装置。
【背景技术】
[0002]微纳米纤维具有高的比表面积，优异的机械性能，因此被广泛的应用到生物科技、环境工程、医疗卫生、能源贮存、军事与反恐等领域。目前，生产微纳米纤维的方法多种多样，而静电纺丝技术被认为是制备微纳米纤维最简便、最直接的方法。
[0003]静电纺丝的原理是高聚物溶液从毛细管口射出形成射流，带电荷的射流在高压静电场下受静电力作用克服其表面张力被拉伸细化形成微纳米纤维。传统的单喷头静电纺丝技术能得到稳定均匀的微纳米纤维，但是其存在针头易堵塞，难清洗，产量低的问题。因此，研究者提出了多喷头静电纺丝，无针静电纺丝，气泡静电纺等技术来克服单喷头静电纺丝的部分劣势。但是这些方法仍然存在很多问题，如:高浓度、高粘度溶液的可纺性差，含颗粒的溶液易堵针头，制备微纳米纤维的产量低等，这些问题都在一定程度上阻碍了微纳米纤维的批量化生产。同时高压静电危害十分的严重，在工业化生产中，大量静电纺设备长时间连续作业，发生火灾或爆炸的事故将不可避免，对生产安全造成相应影响。另外由于静电的作用，气泡破裂后射流发散，纺丝过程不稳定，致使纺丝条件很难控制，引起了既浪费原料又污染环境等的一系列问题。
[0004]因此，为了进一步有效的解决上述技术中存在的问题，有必要提供一种新型的纺丝装置，以克服上述缺陷，实现在无静电作用下完成纺丝，提高生产效率，实现安全生产，在一定程度上实现了纤维的批量化生产，同时还可以得到纤维纱状结构的微纳米纤维集合体。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供了一种气流气泡纺丝装置，实现在无静电作用下完成纺丝，提高生产效率，实现安全生产，在一定程度上实现了纤维的批量化生产，同时还可以得到纤维纱状结构的微纳米纤维集合体。
[0006]根据本发明的目的提出的一种气流气泡纺丝装置，包括储液槽与连接于所述储液槽上的气泡喷射管，所述储液槽一侧设置有起泡装置与气流发生装置，所述起泡装置通过导管插入到所述气泡喷射管内部，且开口向上，所述气流发生装置上连接导气管，所述导气管自气流发生装置延伸至所述气泡喷射管的上端边沿处;所述导气管上还连接有用以对导气管内气流加热处理的管道加热器；
[0007]纺丝时，起泡装置作用在气泡喷射管的底端形成气泡，气泡自气泡喷射管的底端上升到顶端开口处，同时气流发生装置供气，气流经管道加热器加热后自导气管的顶端吹出，将气泡吹破并拉伸喷射至接收装置上。
[0008]优选的，所述管道加热器设置于导气管与气流发生装置间，气流发生装置、管道加热器以及导气管间依次通过快速接口连通。
[0009]优选的，所述导气管自下至上管径逐渐变小呈锥形结构。
[0010]优选的，所述气泡喷射管与所述储液槽间为密闭设置。
[0011]优选的，所述导气管通过连接块固定设置于所述气泡喷射管的周边上。
[0012]优选的，所述气泡喷射管上设置有卡槽，所述连接块卡接于所述卡槽内且可上下调整卡接位置。
[0013]优选的，所述连接块为直角三角模块，所述导气管连接于所述直角三角模块的斜边上，呈倾斜设置，导气管为对称设置的至少两组，两组导气管的气流交汇点位于所述气泡喷射管的开口处，随着连接块在卡槽内的上下移动，导气管相对气泡喷射管的夹角变大或变小，所述导气管与所述气泡喷射管间呈10-80°的夹角。
[0014]优选的，所述起泡装置的导管自下至上插入到所述气泡喷射管内l-2cm。
[0015]优选的，所述气泡喷射管为内外嵌套式结构，包括外壳与可拆卸地设置于所述外壳内部的内管，所述内管内径为0.5-3cmo
[0016]优选的，所述接收装置为网状结构，单个网孔面积为0.1-lcm2。
[0017]与现有技术相比，本发明气流气泡纺丝装置的优点是:
[0018]通过采用起泡装置形成气泡，气流作为动力，气泡破裂后在高速气流的作用下被拉伸细化产生大量的微纳米纤维，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。而且，整个纺丝过程是在无静电作用下完成的，纺丝工艺简单易控，实现安全生产。
[0019]通过在导气管上连接管道加热器，管道加热器设置有温度控制装置，可以根据高聚物气泡破裂成丝的温度来调整喷射气流的温度，以便优化纺丝条件。
[0020]此外，接收装置为网状结构，有利于液滴和气流的透过，收集的微纳米纤维更均匀、稳定。
【附图说明】
[0021]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本发明公开的气流气泡纺丝装置的结构示意图。
[0023]图中的数字或字母所代表的相应部件的名称:
[0024]1、气流发生装置；2、气压控制器；3、出风口；4、管道加热器；5、快速接口； 6、导气管;7、气流;8、直角三角模块;9、高聚物溶液;10、储液槽;11、气泡喷射管；12、气泡；13、接收装置；14、起泡装置；15、钢化玻璃管；16、单向控制阀；17、供液装置；18、输液管；19、固定支架板。
【具体实施方式】
[0025]传统的静电纺丝技术存在诸多问题，如:高浓度、高粘度溶液的可纺性差，含颗粒的溶液易堵针头，制备微纳米纤维的产量低等，这些问题都在一定程度上阻碍了微纳米纤维的批量化生产。同时高压静电危害十分的严重，对实验操作带来极大的不便，是扩大微纳米纤维的生产的极大障碍。
[0026]本发明针对现有技术中的不足，提供了一种气流气泡纺丝装置，实现在无静电作用下完成纺丝，提高生产效率，实现安全生产，在一定程度上实现为了纤维的批量化生产，同时还可以得到纤维纱状结构的微纳米纤维集合体。
[0027]下面将通过【具体实施方式】对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028]请参见图1，一种气流气泡纺丝装置，包括储液槽10与连接于储液槽10上的气泡喷射管11，该装置还包括供液装置17，供液装置17通过输液管18向储液槽内输送高聚物溶液。其中气泡喷射管采用柱形管，柱形管为内外嵌套式结构，包括外壳与可拆卸地设置于外壳内部的内管(未示出)，外壳结构可以是矩形，椭圆形，圆形等。内管一般采用圆柱形结构，内管具有不同的内径，可以取出更换。柱形管的内部圆柱形内径在0.5-3cm范围内可调整。实践中，可以根据气泡的表面张力选择最合适的直径。
[0029]本发明中储液槽为密闭式结构，同时储液槽与气泡喷射管间为密闭连接，形成稳定的纺丝空间，避免溶剂挥发导致溶液性质变化对纺丝过程的影响。
[0030]储液槽10—侧设置有起泡装置14与气流发生装置I，起泡装置14通过导管插入到气泡喷射管11内部，且开口向上，其中导管采用钢化玻璃管15，插入到储液槽中的钢化玻璃管的末端延伸至气泡喷射管11上方l-2cm处，起泡装置通过该钢化玻璃管在气泡喷射管的底端的高聚物溶液中产生气泡，气泡由气泡喷射管的底端逐渐上升到顶端被高速气流7吹破并拉伸细化变成微纳米纤维收集在接收装置上。
[0031]钢化玻璃管上设置有单向控制阀16，保证溶液不会通过钢化玻璃管末端倒流进入起泡装置中。
[0032]其中，供液装置的输液速率与起泡装置产生气泡速率成正比。确保储液槽中的溶液量保持恒定，保证纺丝的持续稳定进行。
[0033]气流发生装置I上连接导气管6，导气管6自气流发生装置I延伸至气泡喷射管11的上端边沿处，对气泡喷射管顶端的气泡进行破裂拉伸。气流发生装置I产生气流的大小可根据高聚物气泡破裂成丝所需的气流大小，通过气压控制装置进行调整。气压控制器的气压控制范围为0_500L/min。