[发明专利]一种微重力悬浮式离心纺丝方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微重力悬浮式离心纺丝方法，属于纺织技术领域。

背景技术

离心纺其原理是：利用高速旋转喷丝器产生的离心力将纺丝溶液或熔体甩出喷嘴并产生初始射流，随后经拉伸和固化而形成超细纤维。

离心纺丝中纤维的成形过程通常可以分为以下三个阶段：初始射流源的产生、射流的牵伸与固化和纤维的收集三个过程。其中第一阶段决定纺丝能否正常进行，是离心纺丝的首要前提；第二阶段决定纤维的形貌和性能，是离心纺丝中最为关键的一个阶段；第三阶段主要负责纤维的收集，是决定离心纺丝能否进行工业化应用的一个重要因素。上述三个阶段相互影响，最终决定纤维的形貌和使用性能。1991年，美国专利US5075063公开了一种利用离心力进行熔融纺丝的装置，该设备是具有连续进料系统、原料熔融混合系统和高速离心喷丝器的专业离心纺丝机。1998年，荷兰阿克佐诺贝尔公司在中国公开了一种溶液法离心纺丝设备的专利CN1177385A，该设备特点是凝固剂在纤维收集器的表面循环流动，但是该方法缺陷在于纺丝液的要求高、产品品种单一及纤维强力低。进入21世纪，以美国的德州大学泛美分校Karen Lozano团队的研究较为深入，他们在2009年申请的专利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，利用该装置，KarenLonazo团队成功的实现了对诸如：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。目前在美国，除了美国德州大学泛美分校的Karen Lozano带领的团队对离心纺丝在理论上研究最为深入外，与Karen Lozano合作的Fiberio公司，注册Forcespinning商标，已经开始搭建出世界首套离心纺丝生产线，其生产效率已经远远地超过其它纳米纤维制备技术，该公司生产的离心纺丝设备目前也是代表着离心纺产业化的最高水平，其中Fiberio制备的PA6纳米纤维，直径分布为110纳米左右，同时已经成功的对诸如：聚丙烯腈(PAN)、聚己内酯(PCL)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚丙烯(PP)、聚乳酸(PLA)、掺锡氧化铟(ITO)、二氧化钛(TiO₂)、二氧化硅(SiO₂)、氧化锌(ZnO)、二氧化锆(ZrO₂)、钛酸钡(BaT_iO₂)、氧化铝(Al₂O₃)等进行了离心纺丝，但是根据Forcespinning技术从现有的文献资料，其制备的纤维为短纤。