[发明专利]一种用于高性能纤维新材料生产的乳液电纺丝工艺

说明书

本发明公开了一种用于高性能纤维新材料生产的乳液电纺丝工艺，具体包括以下步骤：S1、选取所需功能药物和主体聚合物，并分别将功能药物和主体聚合物与相应的溶剂进行溶解；S2、将步骤S1配制的功能药物溶液和主体聚合物溶液依次进行混合和乳化；S3、将步骤S2配制的乳液通过防堵电纺丝装置进行电纺丝处理，本发明涉及新材料加工技术领域。该用于高性能纤维新材料生产的乳液电纺丝工艺，可实现通过采用加热润滑式喷头结构，以及对整个纺丝腔室内进行热风烘干，避免成形的纺丝未干结断裂和喷头干结堵料的请发生，实现在纺丝完成后直接进行自动化防断收卷，来降低生产人员的劳动强度，自动化程度高，减轻了生产人员的工作负担。

技术领域

本发明涉及新材料加工技术领域，具体为一种用于高性能纤维新材料生产的乳液电纺丝工艺。

背景技术

高性能纤维一般指强度大于17.6cN/dtex，弹性模量在440cN/dtex以上的纤维，高性能纤维是纤维科学和工程界开发的一批具有高强度、高模量、耐高温性的新一代合成纤维，高性能纤维具有普通纤维没有的特殊性能，主要应用于军工和高科技产业各个领域，大多数高性能特种纤维采用湿法纺丝制成，有些纤维制备工艺难度较大，需要采用乳液纺丝、反应纺丝、液晶纺丝、干喷湿纺、相分离纺丝、高压静电纺丝、高速气流熔融喷射或特殊的复合纺丝技术进行纤维纺丝成形，其中乳液纺丝工艺是针对难加工复杂新材料纤维生产的使用最广纺丝工艺。

参考中国专利公开号为CN102719905A的静电纺丝装置，通过在纺丝区域加玻璃罩使得纺丝区域为密闭区域，并且通过设置给密闭环境调节湿度的湿度调节装置和湿度探测装置，有利于方便快捷的调节密闭纺丝空间内的纺丝湿度，结构简单、操作方便、控制简单、工艺流程短。

参考中国专利公开号为CN110079878B的一种静电纺丝喷头及静电纺丝装置，通过温控装置在第一喷嘴喷射熔体纺丝材料时对第一喷嘴喷射区域内的环境温度进行控制，以降低环境温度对熔体纺丝材料的影响，由于本申请是将温控装置集成在静电纺丝喷头上，因此，相对于将整个静电纺丝装置放置在一个封闭空间中进行温度控制而言，则可以缩小在对纺丝材料周围的环境温度进行控制时所占据的体积，并可以降低对纺丝材料周围的环境温度进行控制时的能耗。

参考中国专利公开号为CN106702506A的静电纺丝设备，传送模块包括传送带以及设置在传送带的行进方向上的预处理支架，预处理支架上设置有用于对纤维材料进行预处理的预处理装置。利用预处理装置，可以将所形成纤维材料迅速固化，可以在设备出料部位可以直接得到无纺布半成品，特别是纳米级别的无纺布半成品，缩短了生产周期，避免了二次加工，降低了成本而且，作为优选，传送模块还包括设置在传送带出口处的切刀，切刀用于剥离织物。借由切刀可以在织物经预处理成型后立即进行剥离，可以防止织物粘连。

综合分析以上参考专利，可得出以下缺陷：

1)现有的乳液电纺丝装置在进行纺丝生产过程中，由于温度、湿度和空气流速直接影响着溶剂的挥发干燥程度，若干燥太快，会使液体粘在喷丝口，阻碍纺丝进行，纤维的直径也会变大，若干燥太慢，喷出的纤维丝还未充分干结，会在收集盘上相互重叠粘连成团，参考专利CN102719905A的静电纺丝装置只单一的通过将整个电纺丝装置设置于密闭的湿度环境中进行纺丝加工，虽然能够实现控制喷出纤维丝外界环境的湿度，但不能对喷出纤维丝进行明显的风干，仍然需要对配料进行繁琐的调配控制，来保证喷丝效果，同时单一的进行整体环境控制，容易忽略喷头出料口处的干结堵塞问题，由于整体控温或控湿，使纺丝与环境接触的部分都会受到影响，因此喷头出料口处极易干结堵塞，参考专利CN110079878B的一种静电纺丝喷头及静电纺丝装置单一的对喷头处进行环境控制，治标不治本，当纺丝喷出后仍然会受到外界环境的影响导致干结过慢或过快，出现成团或堵塞。