一種氣流氣泡紡絲裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于紡絲技術領域，具體涉及一種氣流氣泡紡絲裝置。
【背景技術】
[0002]微納米纖維具有高的比表面積，優異的機械性能，因此被廣泛的應用到生物科技、環境工程、醫療衛生、能源貯存、軍事與反恐等領域。目前，生產微納米纖維的方法多種多樣，而靜電紡絲技術被認為是制備微納米纖維最簡便、最直接的方法。
[0003]靜電紡絲的原理是高聚物溶液從毛細管口射出形成射流，帶電荷的射流在高壓靜電場下受靜電力作用克服其表面張力被拉伸細化形成微納米纖維。傳統的單噴頭靜電紡絲技術能得到穩定均勻的微納米纖維，但是其存在針頭易堵塞，難清洗，產量低的問題。因此，研究者提出了多噴頭靜電紡絲，無針靜電紡絲，氣泡靜電紡等技術來克服單噴頭靜電紡絲的部分劣勢。但是這些方法仍然存在很多問題，如:高濃度、高粘度溶液的可紡性差，含顆粒的溶液易堵針頭，制備微納米纖維的產量低等，這些問題都在一定程度上阻礙了微納米纖維的批量化生產。同時高壓靜電危害十分的嚴重，在工業化生產中，大量靜電紡設備長時間連續作業，發生火災或爆炸的事故將不可避免，對生產安全造成相應影響。另外由于靜電的作用，氣泡破裂后射流發散，紡絲過程不穩定，致使紡絲條件很難控制，引起了既浪費原料又污染環境等的一系列問題。
[0004]因此，為了進一步有效的解決上述技術中存在的問題，有必要提供一種新型的紡絲裝置，以克服上述缺陷，實現在無靜電作用下完成紡絲，提高生產效率，實現安全生產，在一定程度上實現了纖維的批量化生產，同時還可以得到纖維紗狀結構的微納米纖維集合體。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，本發明提供了一種氣流氣泡紡絲裝置，實現在無靜電作用下完成紡絲，提高生產效率，實現安全生產，在一定程度上實現了纖維的批量化生產，同時還可以得到纖維紗狀結構的微納米纖維集合體。
[0006]根據本發明的目的提出的一種氣流氣泡紡絲裝置，包括儲液槽與連接于所述儲液槽上的氣泡噴射管，所述儲液槽一側設置有起泡裝置與氣流發生裝置，所述起泡裝置通過導管插入到所述氣泡噴射管內部，且開口向上，所述氣流發生裝置上連接導氣管，所述導氣管自氣流發生裝置延伸至所述氣泡噴射管的上端邊沿處;所述導氣管上還連接有用以對導氣管內氣流加熱處理的管道加熱器；
[0007]紡絲時，起泡裝置作用在氣泡噴射管的底端形成氣泡，氣泡自氣泡噴射管的底端上升到頂端開口處，同時氣流發生裝置供氣，氣流經管道加熱器加熱后自導氣管的頂端吹出，將氣泡吹破并拉伸噴射至接收裝置上。
[0008]優選的，所述管道加熱器設置于導氣管與氣流發生裝置間，氣流發生裝置、管道加熱器以及導氣管間依次通過快速接口連通。
[0009]優選的，所述導氣管自下至上管徑逐漸變小呈錐形結構。
[0010]優選的，所述氣泡噴射管與所述儲液槽間為密閉設置。
[0011]優選的，所述導氣管通過連接塊固定設置于所述氣泡噴射管的周邊上。
[0012]優選的，所述氣泡噴射管上設置有卡槽，所述連接塊卡接于所述卡槽內且可上下調整卡接位置。
[0013]優選的，所述連接塊為直角三角模塊，所述導氣管連接于所述直角三角模塊的斜邊上，呈傾斜設置，導氣管為對稱設置的至少兩組，兩組導氣管的氣流交匯點位于所述氣泡噴射管的開口處，隨著連接塊在卡槽內的上下移動，導氣管相對氣泡噴射管的夾角變大或變小，所述導氣管與所述氣泡噴射管間呈10-80°的夾角。
[0014]優選的，所述起泡裝置的導管自下至上插入到所述氣泡噴射管內l-2cm。
[0015]優選的，所述氣泡噴射管為內外嵌套式結構，包括外殼與可拆卸地設置于所述外殼內部的內管，所述內管內徑為0.5-3cmo
[0016]優選的，所述接收裝置為網狀結構，單個網孔面積為0.1-lcm2。
[0017]與現有技術相比，本發明氣流氣泡紡絲裝置的優點是:
[0018]通過采用起泡裝置形成氣泡，氣流作為動力，氣泡破裂后在高速氣流的作用下被拉伸細化產生大量的微納米纖維，極大的提高了產量，在一定程度上實現了微納米纖維的批量化生產，同時還可以得到纖維紗狀結構的微納米纖維集合體。而且，整個紡絲過程是在無靜電作用下完成的，紡絲工藝簡單易控，實現安全生產。
[0019]通過在導氣管上連接管道加熱器，管道加熱器設置有溫度控制裝置，可以根據高聚物氣泡破裂成絲的溫度來調整噴射氣流的溫度，以便優化紡絲條件。
[0020]此外，接收裝置為網狀結構，有利于液滴和氣流的透過，收集的微納米纖維更均勻、穩定。
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為本發明公開的氣流氣泡紡絲裝置的結構示意圖。
[0023]圖中的數字或字母所代表的相應部件的名稱:
[0024]1、氣流發生裝置；2、氣壓控制器；3、出風口；4、管道加熱器；5、快速接口； 6、導氣管;7、氣流;8、直角三角模塊;9、高聚物溶液;10、儲液槽;11、氣泡噴射管；12、氣泡；13、接收裝置；14、起泡裝置；15、鋼化玻璃管；16、單向控制閥；17、供液裝置；18、輸液管；19、固定支架板。
【具體實施方式】
[0025]傳統的靜電紡絲技術存在諸多問題，如:高濃度、高粘度溶液的可紡性差，含顆粒的溶液易堵針頭，制備微納米纖維的產量低等，這些問題都在一定程度上阻礙了微納米纖維的批量化生產。同時高壓靜電危害十分的嚴重，對實驗操作帶來極大的不便，是擴大微納米纖維的生產的極大障礙。
[0026]本發明針對現有技術中的不足，提供了一種氣流氣泡紡絲裝置，實現在無靜電作用下完成紡絲，提高生產效率，實現安全生產，在一定程度上實現為了纖維的批量化生產，同時還可以得到纖維紗狀結構的微納米纖維集合體。
[0027]下面將通過【具體實施方式】對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0028]請參見圖1，一種氣流氣泡紡絲裝置，包括儲液槽10與連接于儲液槽10上的氣泡噴射管11，該裝置還包括供液裝置17，供液裝置17通過輸液管18向儲液槽內輸送高聚物溶液。其中氣泡噴射管采用柱形管，柱形管為內外嵌套式結構，包括外殼與可拆卸地設置于外殼內部的內管(未示出)，外殼結構可以是矩形，橢圓形，圓形等。內管一般采用圓柱形結構，內管具有不同的內徑，可以取出更換。柱形管的內部圓柱形內徑在0.5-3cm范圍內可調整。實踐中，可以根據氣泡的表面張力選擇最合適的直徑。
[0029]本發明中儲液槽為密閉式結構，同時儲液槽與氣泡噴射管間為密閉連接，形成穩定的紡絲空間，避免溶劑揮發導致溶液性質變化對紡絲過程的影響。
[0030]儲液槽10—側設置有起泡裝置14與氣流發生裝置I，起泡裝置14通過導管插入到氣泡噴射管11內部，且開口向上，其中導管采用鋼化玻璃管15，插入到儲液槽中的鋼化玻璃管的末端延伸至氣泡噴射管11上方l-2cm處，起泡裝置通過該鋼化玻璃管在氣泡噴射管的底端的高聚物溶液中產生氣泡，氣泡由氣泡噴射管的底端逐漸上升到頂端被高速氣流7吹破并拉伸細化變成微納米纖維收集在接收裝置上。
[0031]鋼化玻璃管上設置有單向控制閥16，保證溶液不會通過鋼化玻璃管末端倒流進入起泡裝置中。
[0032]其中，供液裝置的輸液速率與起泡裝置產生氣泡速率成正比。確保儲液槽中的溶液量保持恒定，保證紡絲的持續穩定進行。
[0033]氣流發生裝置I上連接導氣管6，導氣管6自氣流發生裝置I延伸至氣泡噴射管11的上端邊沿處，對氣泡噴射管頂端的氣泡進行破裂拉伸。氣流發生裝置I產生氣流的大小可根據高聚物氣泡破裂成絲所需的氣流大小，通過氣壓控制裝置進行調整。氣壓控制器的氣壓控制范圍為0_500L/min。