本实用新型专利技术公开了一种基于熔体微分离心纺丝制备双组分纤维的装置，属于离心纺丝领域，整套装置包括熔体输送装置、连接法兰、汇流器、层叠器、层叠分流装置、加热圈、扇形分流盘、电磁加热装置、离心微分盘、高速电机、抽风装置、接收辊子。其中层叠器和层叠分流装置将熔融的聚合物流体进行层叠制成交替多层的复合材料；扇形分流盘能够使熔体快速摊薄且保持熔体层叠状态；离心微分盘边缘采用径向梳齿状结构，层叠熔体经离心纺成纤维；抽风装置采用半圆缺口转圆形接收口将纤维聚拢收集。本装置将层叠器和熔体微分离心纺丝装置相结合，利用层叠器交替层叠的独特性能减小熔体层厚度，并采用抽风装置实现有序收集，为生产双组分纤维提供新的方法。供新的方法。供新的方法。
【技术实现步骤摘要】
一种基于熔体微分离心纺丝制备双组分纤维的装置
[0001]本技术涉及一种基于微积分层叠熔体离心纺丝装置及方法，属于离心纺丝领域。
技术介绍
[0002]双组分纤维是由两种不同的聚合物通过一定的方式复合在一起的纤维。双组分纤维具备了两种聚合物的性质和优点，一种聚合物用于提供其所需的物理特性，另一种聚合物用于表现出特定的功能，因此被广泛用于过滤、光学、导电、阻燃等方面。
[0003]中国专利CN101798714B公开了使用喷丝板挤出成型得到双组分纤维，所述喷丝板包括多个喷丝孔，所述喷丝孔包括呈放射性排列的骨架挤出孔和被所述骨架挤出孔间隔的裂片挤出孔，所述初生纤维包括从所述骨架挤出孔挤出的骨架部和从所述裂片挤出孔挤出的裂片部。这种方法制备的双组分纤维效率高，均匀性好；但纤维是单纯挤出而没有外力牵伸，所以纤维直径较粗。
[0004]中国专利CN104797749B公开了一种利用两个喷嘴的纺丝头制备双组分纤维的装置。这种方法可以制备多种结构的双组分纤维，但双组分由有两个喷头射出，不易结合。
[0005]熔体离心纺丝技术，是一种将聚合物熔体借助高速旋转的装置所产生的离心力克服表面张力由细孔甩出，在熔体固化后形成纤维的方法。
[0006]美国专利US20090280325A1公开了不同类型的纺丝装置，包括带有四通道引流槽的纺丝盘、不同喷嘴形状的注射器以及用金属格栅作为纺丝器的喷丝孔等，对PAN、PEO、PS和ABS等常规材料进行试纺并且得到了直径在1 微米左右的纤维，但实施时是针对针头和小孔，纺丝效率低。
[0007]中国专利CN104674360B中提出利用气流辅助，在离心力、高速气流以及熔体在锥面上附着力三种力作用下减薄微分细化并被高速甩出，最终形成超细纤维。这种方法制备纤维效率很高，但纤维由周向甩出，难以连续收集。
[0008]微积分层叠是将不同物料分别加入两台或多台挤出机内熔融塑化，熔体在汇流器中经过复合成双层或多层熔体，经过层叠器分割形成多股，扭转并展宽交汇完成一次层叠。经过多个串联的层叠器，聚合物熔体反复层叠即可得到交替多层复合材料，每层的厚度可达到纳米级。聚合物熔体在反复层叠的过程中，在拖曳流及剪切流的不断作用下，聚合物层厚不断变薄，但是微积分层叠需要稳定的流道保持层叠状态，所以多用于复合材料片或膜的挤出制备，很少应用于离心纺丝的熔体加工。
[0009]中国专利CN103590122B提出一种平口进入圆口流出的微积分层叠器的设计以及气体辅助内锥面喷头的应用，把层叠器和熔体静电纺丝结合起来，同时对两种不相容聚合物进行熔体纺丝。这种方法的优点是纤维很细，但静电纺丝效率低，且需要复杂的电场环境。
技术实现思路
[0010]针对现有的技术问题，本技术提出了一种基于熔体微分离心纺丝制备双组分纤维的装置及方法，目的是通过微积分层叠器的设计以及离心微分纺丝盘的应用，把层叠器和熔体微分离心纺丝结合起来，同时对两种不相容聚合物进行熔体纺丝，得到多层双组分复合纤维。
[0011]本技术为实现上述目的提出的技术方案是：一种基于熔体微分离心纺丝制备双组分纤维的装置，包括熔体输送装置、连接法兰、汇流器、层叠器、层叠分流装置、加热测温装置、扇形分流盘、离心微分盘、高速电机、离心盘加热圈、电滑环、抽风装置和收集辊子，熔体输送装置通过连接法兰与汇流器进口相连，汇流器出口与层叠器的熔体入口连接，层叠器出口连接层叠分流装置，层叠分流装置在加热测温装置加热下保持流道温度，连接扇形分流盘，扇形分流盘输送层叠熔体到离心微分盘，离心盘加热圈在电滑环的连接下调节离心微分盘的温度，离心微分盘在高速电机的带动下高速转动进行离心纺丝，空气压缩机的气流经过气流入口管进入抽风装置使得抽风装置内部产生负压，纺出的纤维经抽风装置在到接收辊子后收卷起来。
[0012]本技术一种基于熔体微分离心纺丝制备双组分纤维的装置，扇形分流盘主要包括扇形流道和加热测温装置，扇形流道高度沿半径方向收窄。扇形流道的中心角度一般取45
‑
135度之间，90度左右较好，最大小于180度。角度太小熔体分布的不是很薄，丝的直径偏大，太大不利于收丝。在熔融的层叠流体从扇形流道流入离心微分纺丝盘，熔体流经的零件周围有加热测温装置。层叠熔体进入扇形流道后被均匀摊薄，挤出到离心微分盘中。在此过程中熔体可以保持稳定的层叠状态。
[0013]本技术一种基于熔体微分离心纺丝制备双组分纤维的装置，离心微分盘边缘采用径向梳齿状结构，层叠熔体由扇形分流流道挤出后在离心力的作用下进入梳齿状结构，数百个环形均布的“梳齿”可对熔体进行一次微分细化，在离心力与附着力之间的“拉扯”作用下熔体在锥面进一步减薄，达到使熔体射流二次细化，由于梳齿状结构宽度很小，层叠熔体在高速转动下仍可以保持层叠状态；离心微分盘边缘末端设置有挡圈结构，挡圈与梳齿状结构之间形成大量微孔，梳齿状结构与微孔相互对应，可防止熔体在纺丝过程中飞溅造成的纤维质量不均现象的发生。
[0014]本技术一种基于熔体微分离心纺丝制备双组分纤维的装置，抽风装置采用半圆缺口转圆形接收口，空气压缩机的气流经过上下两个气流入口管进入抽风装置，气流从空气腔流出到圆形出口，高速气流使得接收口内部产生负压，纤维在压差下被吸入，并在气流的牵引下自然聚拢到圆形出口。
[0015]采用上述本技术一种基于熔体微分离心纺丝制备双组分纤维的装置进行纺丝的方法：第一步，聚合物通过熔体输送装置一和熔体输送装置二加入到汇流器中，两种不相容的聚合物熔体经汇流器叠加后进入层叠器；第二步，两种熔融流体经过足够多的平口流入平口流出的层叠器，使层数加倍，第三步，两种熔融流体经过层叠分流装置后再次加倍并分为两股进入扇形分流盘，即层叠器和层叠分流装置制备的复合材料总层数Z与层叠器个数i的关系式为：Z＝2
×4i
×
4，i为大于2的整数，i越大，熔体层越薄，可以得到交替多层复合材料；第四步，熔体由扇形分流盘摊薄挤出进入由高速电机带动的离心微分盘中，离心盘加热圈在电滑环的连接下调节离心微分盘的温度，离心微分盘在高速电机的带动下高速
转动进行离心纺丝得到纤维；第五步，空气压缩机的气流经过气流入口管进入抽风装置使得抽风装置内部产生负压，纺出的纤维经抽风装置在到接收辊子收集。
[0016]本技术的有益效果如下：
[0017](1)本技术一种基于熔体微分离心纺丝制备双组分纤维的装置和方法，同时对两种不相容聚合物进行熔体微分离心纺丝，得到有序多层双组分纤维，解决双组分纤维的生产问题。
[0018](2)本技术一种基于熔体微分离心纺丝制备双组分纤维的装置和方法，利用扇形流道作为熔体输送装置，可以摊薄熔体且能稳定保持熔体的层叠效果，为获得更细的纤维作了准备。
[0019](3)本技术一种基于熔体微分离心纺丝制备双组分纤维的装置和方法，离心微分盘的沟槽结构保证了层叠熔体在旋转中保持层叠状态，所形成的每根纤维都是稳定的双组分结构。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于熔体微分离心纺丝制备双组分纤维的装置，其特征在于：包括熔体输送装置、连接法兰、汇流器、层叠器、层叠分流装置、加热测温装置、扇形分流盘、离心微分盘、高速电机、离心盘加热圈、电滑环、抽风装置和收集辊子，熔体输送装置通过连接法兰与汇流器进口相连，汇流器出口与层叠器的熔体入口连接，层叠器出口连接层叠分流装置，层叠分流装置在加热测温装置加热下保持流道温度，连接扇形分流盘，扇形分流盘输送层叠熔体到离心微分盘，离心盘加热圈在电滑环的连接下调节离心微分盘的温度，离心微分盘在高速电机的带动下高速转动进行离心纺丝，空气压缩机的气流经过气流入口管进入抽风装置使得抽风装置内部产生负压，纺出的纤维经抽风装置在到接收辊子后收卷起来。2.根据权利要求1所述的一种基于熔体微分离心纺丝制备双组分纤维的装置，其特征在于：经过层叠器的熔体经过层叠分流装置后层数再次加倍且变为两股并分别进入扇形分流盘两个流道。3.根据权利要求1所述的一种基于熔体微分离心纺丝制备双组分纤维的装置，其特征在于：...
【专利技术属性】
技术研发人员：李好义，刘宇亮，王宇航，安瑛，丁玉梅，杨卫民，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：新型
国别省市：
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