一種制備納米纖維集合體的預處理裝置的制作方法

本實用新型涉及紡織領域，具體涉及一種制備納米纖維集合體的預處理裝置。

背景技術：

靜電紡絲主要是利用高壓電場中液體形成泰勒錐，然后在靜電力的作用下延伸，形成納米纖維。所形成的納米纖維經過收集形成納米纖維集合體，現有技術中有許多制備納米纖維集合體的收集方法，比如美國專利US6106913-A中，采用氣流沉積法將納米纖維引導到牽引長絲上，然后經過卷繞形成納米纖維包纏的牽引長絲。后續的改進技術采用喇叭形接收器，對納米纖維的收集方式進行優化，比如中國專利104032423A，使得納米纖維集合體的制備效率得以提升。

現有技術中所制備納米纖維集合體的方法均為采用牽引長絲為中心，誘導納米纖維沉積到牽引長絲上，形成納米纖維集合體。這種制備方法只能制備以牽引長絲為中心的納米纖維集合體，無法對納米纖維集合體的性能進一步優化。

技術實現要素：

本實用新型提供一種制備納米纖維集合體的預處理裝置，能改變現有技術中牽引長絲與納米纖維結合不緊密的問題，有效增強納米纖維集合體結構強度；本方法制備的納米纖維集合體中引入了功能性材料，使得納米纖維集合體具有更為復雜的復合結構，具備特定的功能價值。

技術方案

一種制備納米纖維集合體的預處理裝置，其特征在于：包括用于引導和收集納米纖維的牽引長絲、導向裝置和儲液罐，所述儲液罐設置在牽引長絲進入靜電紡絲區域之前，用于存放預處理液，導向裝置設置在儲液罐上，牽引長絲通過所述導向裝置進入儲液罐進行預處理。

進一步，所述導向裝置包括導向輪和調節輪，牽引長絲繞過導向輪進入儲液罐，調節輪調節牽引長絲在儲液罐的浸入深度。

進一步，所述導向輪包括設置于儲液罐內預處理液的液面上方并緊密接觸的上導向輪和下導向輪，牽引長絲穿過上導向輪和下導向輪之間的空隙進入儲液罐內部，然后纏繞至浸入液體的調節輪，從調節輪下方繞過，使牽引長絲在液面以下的預處理液中進行預處理，最后牽引長絲再從調節輪繞出，從調節輪上方的出口導向輪繞出儲液罐。

進一步，所述調節輪在預處理液體內部的高度能上下調節，以實現對牽引長絲在預處理液中預處理時間的調節。

進一步，所述儲液罐和導向裝置依次設置有多個，每個儲液罐對應設置有導向裝置，牽引長絲通過導向裝置，依次在多個儲液罐內部不同預處理液中進行預處理，以在牽引長絲表面附著多種不同的功能性材料。

有益效果

本實用新型提供一種制備納米纖維集合體的預處理裝置，該預處理裝置包括盛有預處理液的儲液罐和導向裝置，在導向裝置的作用下，牽引長絲浸入預處理液進行預處理。該裝置能方便的調節牽引長絲的預處理液種類、預處理的時間等，控制牽引長絲經過一次或多次預處理及預處理的程度。該預處理裝置給牽引長絲增加了功能性材料，當該功能性材料為水時，能有效的提高納米纖維與牽引長絲的結合緊密度，提高納米纖維集合體的質量；當功能性材料為其它物質時，使得納米纖維集合體在牽引長絲與納米纖維層之間含有該功能性材料，使得所制備的納米纖維集合體具有特定的功能。

附圖說明

圖1為本實用新型的預處理裝置結構示意圖；

圖2為本實用新型的納米纖維集合體制備裝置示意圖；

其中：1-下導向輪，2-上導向輪，3-調節輪，4-出口導向輪，5-牽引長絲，6-進出液管道，7-儲液罐，8-閥門，9-預處理液，10-納米纖維，11-接收器，12-卷繞裝置。

具體實施方式

下面結合具體實施例和附圖，進一步闡述本實用新型。

靜電紡絲主要是利用高壓電場中液體形成泰勒錐，然后在靜電力的作用下延伸，形成納米纖維。所形成的納米纖維經過收集形成納米纖維集合體。現有技術中采用牽引長絲為中心，誘導納米纖維沉積到牽引長絲上，形成納米纖維集合體。這種制備方法只能制備以牽引長絲為中心的納米纖維集合體，無法對納米纖維集合體的性能進一步優化。

本實用新型提出了在牽引長絲進入靜電紡絲區域制備納米纖維集合體之前，采用功能性材料對牽引長絲進行預處理，使牽引長絲上帶有功能性材料，經過預處理的牽引長絲進入靜電紡絲區域用于納米纖維集合體的制備，所制備的納米纖維集合體內部包含有功能性材料，使得納米纖維集合體能夠具備功能性材料所特有的性質。

所述制備納米纖維集合體的方法為：通過接收器的設置在出絲裝置和接收器之間形成高壓靜電場，在高壓靜電場的作用下，帶電液滴形成泰勒錐并產生鞭動效應，形成納米纖維。在接收器的中心軸線上設置一根預處理后帶有功能性材料的牽引長絲，與以中心軸線為旋轉軸旋轉的接收器配合接收納米纖維。所形成的納米纖維一端沉積在接收器上，另一端沉積在牽引長絲表面，納米纖維在靜電場力、牽引長絲的牽引力及接收器作用力下在牽引長絲表面形成納米纖維集合體。在接收器和同軸連接組件的中心均設置有聯通的孔道，用于牽引長絲穿過，牽引長絲被卷繞裝置帶動，經過接收器和出絲裝置之間的靜電場區域，將在牽引長絲表面形成的納米纖維集合體進行連續收集。

本實用新型提出一種牽引長絲預處理裝置，包括儲液罐7和導向裝置。儲液罐底部設置有進出管道6，預處理液通過進出管道6進入儲液罐7，然后關閉閥門8。牽引長絲在上導向輪1和下導向輪2的引導下進入儲液罐7，然后在調節輪3的作用下浸入預處理液內部一定深度，進行牽引長絲的預處理。預處理后的納米纖維集合體經過出口導向輪4引導出儲液罐7，完成預處理。

牽引長絲在完成預處理后，進入圖2所示的納米纖維集合體制備裝置，通過靜電紡絲制備納米纖維集合體。具體實施例如下：

實施例1

以上述的牽引長絲預處理裝置對牽引長絲進行預處理，采用的預處理液為水，牽引長絲在水中的預處理時間為10秒鐘。

然后將預處理的牽引長絲導入到靜電紡絲器中，開啟高壓靜電發生器，并以聚氨酯溶液為電紡液進行靜電紡絲，形成聚氨酯材質的納米纖維。聚氨酯材質的納米纖維連接在接收器和牽引長絲上，保持接收器以一定轉速轉動，將聚氨酯材質的納米纖維纏繞到牽引長絲上，經過羅拉進一步加捻處理后，得到納米纖維集合體。

由于預處理使得牽引長絲上附有水分，后續加捻制備的納米纖維集合體中牽引長絲與納米纖維結合更加牢固，強度質量更好。

實施例2

采用上述的牽引長絲預處理裝置對牽引長絲進行預處理，所采用的預處理液為20wt％的納米碳管分散液，預處理時間為20s。預處理后的牽引長絲為表面附著一層納米碳管的牽引長絲。將該牽引長絲導入靜電紡絲器中，然后開啟靜電高壓發生器，并以聚氨酯溶液為電紡液進行靜電紡絲，形成聚氨酯納米纖維。聚氨酯納米纖維形成后連接在牽引長絲和接收器之間。保持接收器以一定轉速轉動，將聚氨酯納米纖維纏繞到牽引長絲上，經過羅拉進一步加捻處理后，得到納米纖維集合體。

經過上述牽引長絲預處理后制備的納米纖維集合體在牽引長絲與納米纖維之間具有納米碳管層，借助納米碳管的導電作用，所制備的聚氨酯材質的納米纖維集合體克服了靜電效應，具有防靜電的功能效果。以該類納米纖維集合體制備的紡織物靜電效應明顯降低，可適用于加油站、油氣化工場、精密儀器制造車間等領域。

上述各實施方式是實現本實用新型的具體實施例，本領域的普通技術人員可以理解，而在實際應用中，可以在形式上和細節上對其作各種改變，而不偏離本實用新型的精神和范圍。