绿色高强度熔体喷射纺丝纳米纤维制备装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了绿色高强度熔体喷射纺丝纳米纤维制备装置，包括：螺杆挤出机、计量泵、纺丝喷头组件、网带接收机和切边卷绕机，所述螺杆挤出机与所述计量泵连通，所述计量泵与所述纺丝喷头组件连通，所述纺丝喷头组件与所述网带接收机相对应且相互配合，所述切边卷绕机与所述网带接收机相对应且相互配合将纳米纤维进行卷绕成卷；采用熔体喷射纳米纺丝技术，通过对热塑性聚合物熔体进行加工形成纺丝纳米纤维，制备过程无有毒溶剂挥发，属于绿色制备过程，制备得到的的纳米纤维直径分布均匀，纳米纤维表面密实光滑，不存在孔洞缺陷，力学性能较高；熔体喷射纳米纤维制备装置纺丝效率高，适合工业化大批量生产。

【技术实现步骤摘要】
绿色高强度熔体喷射纺丝纳米纤维制备装置
本技术涉及纳米材料
，具体涉及绿色高强度熔体喷射纺丝纳米纤维制备装置。
技术介绍
纳米纤维由于比表面积比微米纤维高100倍以上，在能源、电子、生物医药、卫生防护、催化剂负载、高性能织物、未来建筑材料等方面具有非常广泛的应用场景。静电纺丝作为常用的纳米纤维制备技术，是一种特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝。这种方式可以生产出纳米级直径的聚合物细丝。但其生产效率低，不适应大规模生产要求；需要高压静电场，在使用过程中需要相关配套保护装置以确保生产安全性；由于静电场应用，对纤维接收设备有要求，不能将纤维沉积到任意材料表面。采用溶液喷射纺丝技术制备纳米纤维，可以有效提高纳米纤维制备效率。但使用溶液中溶质需要能在溶剂中溶解，溶剂有氯仿、乙醇、二甲基甲酰胺DMF、三氟乙酸混合物静电纺丝酸和二氯甲烷等有机溶剂，挥发性较好，可快速挥发，保证射流迅速成纤，但有一定毒性，生产环境要求较高。溶剂挥发造成只有1-30％聚合物固化成纤，生产效率低。生产环境温度及湿度影响溶液粘度以及溶剂挥发速率，间接地影响了纤维细度、表面孔特征及纤维可纺性。生产的纤维由于溶剂挥发造成孔洞多，纤维机械强度差。熔体静电纺丝技术，由于熔体介电性差，需要较高的电压，容易造成电晕现象，对生产原材料要求较高。因此，亟待绿色高强度熔体喷射纺丝纳米纤维制备装置的出现，采用熔体喷射纳米纺丝技术，通过对热塑性聚合物熔体进行加工形成纳米纤维，聚合物熔体属于高分子流体的浓厚体系，制备过程无有毒溶剂挥发，属于绿色制备过程，适用聚合物原材料范围广泛；环境温湿度对纺丝过程影响不明显；制备得到的纳米纤维直径分布均匀，纳米纤维表面密实光滑，不存在孔洞缺陷，力学性能高；熔体喷射纳米纤维制备装置纺丝效率高，适合工业化大批量生产。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提出了绿色高强度熔体喷射纺丝纳米纤维制备装置，采用熔体喷射纳米纺丝技术，通过对热塑性聚合物熔体进行加工形成纳米纤维，聚合物熔体属于高分子流体的浓厚体系，制备过程无有毒溶剂挥发，属于绿色制备过程，适用聚合物原材料范围广泛；环境温湿度对纺丝过程影响不明显；制备得到的纳米纤维直径分布均匀，纤维表面密实光滑，不存在孔洞缺陷，力学性能较高；熔体喷射纳米纤维制备技术纺丝效率高，适合工业化大批量生产。为了达到上述目的，本技术的技术方案如下：绿色高强度熔体喷射纺丝纳米纤维制备方法，包括以下制备步骤：S1将离子盐或减链剂加入到高分子聚合物中得到混合料；S2将混合料加入到螺杆挤出机中，加热得到聚合物熔体材料；S3通过计量泵，将聚合物熔体材料通过设定的进给流量加入到纺丝喷头组件中；S4通过纺丝喷头组件进行熔体气流喷射纳米纺丝至网带接收机中；S5网带接收机将接收到的纳米纤维传送至切边卷绕机进行卷绕成卷。本技术提供的绿色高强度熔体喷射纺丝纳米纤维制备装置，采用熔体喷射纳米纺丝技术，通过对热塑性聚合物熔体进行加工形成纳米纤维，聚合物熔体属于高分子流体的浓厚体系，制备过程无有毒溶剂挥发，属于绿色制备过程，适用聚合物原材料范围广泛；环境温湿度对纺丝过程影响不明显；制备得到的纳米纤维直径分布均匀，纳米纤维表面密实光滑，不存在孔洞缺陷，力学性能较高；熔体喷射纳米纤维制备技术纺丝效率高，适合工业化大批量生产。在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：作为优选的方案，所述高分子聚合物为聚丙烯、聚乙烯、聚乳酸、聚乙烯醇或聚氧化乙烯中的一种或几种。作为优选的方案，所述离子盐的重量百分比为0.5-2.5％，所述减链剂的重量百分比为0.5-2.5％，所述减链剂为流变改性减链剂。作为优选的方案，步骤S2中螺杆挤出机的加热温度为180℃-220℃，所述聚合物熔体材料的粘度为20-200Pa.s。作为优选的方案，步骤S3中设定的进给流量为0.5-1.5ml/h的单针熔体进给流量。作为优选的方案，步骤S4中纺丝喷头组件进行熔体气流喷射的气流压强为0.06-1MPa，步骤S4中纺丝喷头组件进行熔体气流喷射的距离为5-50cm，所述纳米纤维的直径为100-600nm。作为优选的方案，绿色高强度熔体喷射纺丝纳米纤维制备装置，包括：螺杆挤出机、计量泵、纺丝喷头组件、网带接收机和切边卷绕机，所述螺杆挤出机与所述计量泵连通，所述计量泵与所述纺丝喷头组件连通，所述纺丝喷头组件与所述网带接收机相对应且相互配合，所述切边卷绕机与所述网带接收机相对应且相互配合将纳米纤维进行卷绕成卷。作为优选的方案，所述螺杆挤出机与所述计量泵之间设有熔体过滤器，所述熔体过滤器分别与所述螺杆挤出机和所述计量泵连通。作为优选的方案，包括：空气压缩机和空气加热器，所述空气压缩机与所述空气加热器连通，所述空气加热器与所述纺丝喷头组件连通。作为优选的方案，包括：排风风机，所述排风风机与所述网带接收机相对应且相互配合。附图说明图1为本技术实施例提供的绿色高强度熔体喷射纺丝纳米纤维制备装置的结构图；其中：1.螺杆挤出机，2.计量泵，3.纺丝喷头组件，4.网带接收机，5.切边卷绕机，6.熔体过滤器，7.空气压缩机，8.空气加热器，9.排风风机，10.传送辊，11.进料斗。具体实施方式下面将对本技术实施例中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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。下面结合附图详细说明本技术的优选实施方式。为了达到本技术的目的，如图1所示，本实施例中的绿色高强度熔体喷射纺丝纳米纤维制备方法，包括以下制备步骤：S1将离子盐或减链剂加入到高分子聚合物中得到混合料；S2将混合料加入到螺杆挤出机中，加热得到具有黏度和热塑性的聚合物熔体材料；S3通过计量泵将聚合物熔体材料通过其设定的进给流量加入到纺丝喷头组件中；S4通过纺丝喷头组件进行熔体气流喷射纳米纺丝至网带接收机中；S5网带接收机将接收到的纳米纤维传送至切边卷绕机进行卷绕成卷。本技术提供的绿色高强度熔体喷射纺丝纳米纤维制备装置，采用熔体喷射纳米纺丝技术，通过对热塑性聚合物熔体进行加工形成纳米纤维，聚合物熔体属于高分子流体的浓厚体系，制备过程无有毒溶剂挥发，属于绿色制备过程，适用聚合物原材料范围广泛；环境温湿度对纺丝过程影响不明显；制备的纳米纤维直径分布均匀，纤维表面密实光滑，不存在孔洞缺陷，力学性能较高；熔体喷射纳米纤维制备技术纺丝效率高，适合工业化大批量生产。在一些实施例中，所述高分子聚合物为聚丙烯、聚乙烯、聚乳酸、聚乙烯醇或聚氧化乙烯中的一种或几种。在一些实施例中，所述离子盐的重量百分比为0.5-2.5％，所述减链剂的重量百分比为0.5-2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.绿色高强度熔体喷射纺丝纳米纤维制备装置，其特征在于，包括：螺杆挤出机、计量泵、纺丝喷头组件、网带接收机和切边卷绕机，所述螺杆挤出机与所述计量泵连通，所述计量泵与所述纺丝喷头组件连通，所述纺丝喷头组件与所述网带接收机相对应且相互配合，所述切边卷绕机与所述网带接收机相对应且相互配合将纳米纤维进行卷绕成卷。/n

【技术特征摘要】
1.绿色高强度熔体喷射纺丝纳米纤维制备装置，其特征在于，包括：螺杆挤出机、计量泵、纺丝喷头组件、网带接收机和切边卷绕机，所述螺杆挤出机与所述计量泵连通，所述计量泵与所述纺丝喷头组件连通，所述纺丝喷头组件与所述网带接收机相对应且相互配合，所述切边卷绕机与所述网带接收机相对应且相互配合将纳米纤维进行卷绕成卷。


2.根据权利要求1所述的绿色高强度熔体喷射纺丝纳米纤维制备装置，其特征在于，所述螺杆挤出机与所述计量泵之间设有熔体过滤器，所述熔体过滤器分别与所述螺杆挤出机和所述计量泵连通。


3.根据权利要求2所述的绿色高强度熔体喷射纺丝纳米纤维制备装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱英明，孟思霖，邱凯坤，李赛红，
申请(专利权)人：江苏科来材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32