可添加物质的气流气泡纺微纳米纤维装置的制作方法

本发明涉及一种可添加物质的气流气泡纺微纳米纤维装置，属于纺织纤维制备装置技术领域。

背景技术：

纳米纤维由于尺度小、比表面积大和物理性能优异等特点，在膜技术、增强材料、纺织、能源、导电导热、光学传感器、航空、军事和生物医疗等领域具有广泛的应用前景。纳米复合材料是随着科学技术发展而涌现出的一种新型功能纤维材料，是由两种或两种以上的不同的物相复合而成的材料，并且至少有一相为纳米级别范围，这些物相可以是有机物、无机物或二者兼具。复合材料之间可以吸取另一组分的优点，达到增强单一材料的性能效果，甚至产生所不具备的新性能，开创材料设计新局面。

目前越来越多的新材料、新技术和新工艺被运用到纺织技术领域，开发出新功能的纺织材料是目前科学技术发展的趋势。如何开发新技术、创造新的纳米复合材料是目前众多研究者在纳米技术上不断探索的目标。复合纳米纤维的制备技术也是其中一个热点。

气泡纺丝是一种新的纺丝技术，该方法不用传统的喷头纺丝，而是在聚合物溶液(熔体)中通入气体，吹出大量气泡，气泡在自由液面相当于无数个泰勒锥，在静电作用或气流作用下，气泡被拉伸破裂，在外力的作用下射流瞬间从气泡顶端喷射而出，拉伸细化，飞向接收装置，形成纳米纤维。

目前，常见的制备纳米复合纤维的方法有溶液添加共混法、熔喷法、原位聚合法、吹液法等，大多存在设备复杂、结构单一、工艺流程长等缺点，而有些物质不溶于纺丝液，导致不能的复合。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可在气泡纺丝的气流中添加物质，实现一步制备纳米复合纤维的可添加物质的气流气泡纺微纳米纤维装置，该装置解决了有些物质不溶于纺丝液，从而无法进行气泡纺或静电纺丝的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可添加物质的气流气泡纺微纳米纤维装置，所述可添加物质的气流气泡纺微纳米纤维装置包括用以存储气泡纺丝液的贮液池、导液管、储液管、气泵、导气管、用以存储可添加物质的储物装置及接收装置，所述贮液池与所述储液管之间通过所述导液管连接，所述导气管的一端与所述气泵连接，另一端伸入至所述储液管内，所述储液管设置有喷射口，所述喷射口向所述接收装置喷射气泡纺丝；其中，所述储物装置包括用以将储物装置内的可添加物质喷射至气泡纺丝上的高压气流喷管。

一种可添加物质的气流气泡纺微纳米纤维装置，所述可添加物质的气流气泡纺微纳米纤维装置包括贮液池、导液管、储液管、气泵、导气管、储物装置及接收装置，所述贮液池与所述储液管之间通过所述导液管连接，所述导气管的一端与所述气泵连接，另一端伸入至所述储液管内，所述储液管设置有喷射口，所述接收装置面向所述喷射口设置；其中，所述储物装置包括高压气流喷管，所述高压气流喷管的一端与所述盒体连接，另一端与所述导气管连接。

进一步地，所述储物装置还包括盒体及设置在所述盒体上的用于添加物质的开口。

进一步地，所述储物装置还包括设置在所述高压气流喷管上的用于调节物质添加量及添加速度的调节阀。

进一步地，所述物质包括有机物、无机物及有机物和无机物的混合物。

进一步地，所述物质为气态物质或固体粉末状物质或纳米、微米级颗粒状物质。

进一步地，所述高压气流喷管不少于一个。

进一步地，所述高压气流喷管与所述储液管之间形成角度，所述角度大于0°且小于等于90°。

进一步地，所述接收装置为接收网，所述接收网为网状结构，所述接收网的材质可为金属网或非金属网，网孔形状为圆形或多边形。

进一步地，所述可添加物质的气流气泡纺微纳米纤维装置还包括高压静电装置，所述高压静电装置与所述导气管连接并设置在所述储液管的一侧。

本发明的有益效果在于：通过将储物装置设置在储液管的一侧，使得添加的物质与气泡射流混合，形成微纳米复合纤维；

通过将储物装置设置在导气管上，使得添加的物质随着气流进入气泡然后破裂，达到改变气泡形态及大小最终形成更细更均匀的微纳米复合纤维的效果；

通过在储物装置上设置有开口，使得在纺丝过程中一直添加物质，简化纺丝步骤，且添加的物质可为不溶于纺丝液的物质，使得产生更多种类的微纳米复合纤维。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本发明的可添加物质的气流气泡纺微纳米纤维装置的结构示意图。

图2为本发明的可添加物质的气流气泡纺微纳米纤维装置的另一结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

请参见图1，本发明的一较佳实施例中的可添加物质的气流气泡纺微纳米纤维装置包括贮液池1、导液管2、储液管3、气泵5、导气管4、储物装置6及接收装置7，所述贮液池1与所述储液管3之间通过所述导液管2连接，所述气泵5设置在所述储液管3的一侧，所述导气管4的一端与所述气泵5连接，另一端伸入至所述储液管3内，所述储物装置6设置在所述储液管3的一侧，所述储液管3设置有喷射口31，所述接收装置7面向所述喷射口31设置且接收装置7与接地电极连接。在本实施例中，所述储液管3的喷射口31朝上，所述接收装置7设置在所述储液管3的上方。所述储物装置6设置在所述储液管3的喷射口31的周围。所述接收装置7为接收网，所述接收网为网状结构，所述接收网的材质可为金属网或非金属网，网孔形状为圆形或多边形。所述可添加物质的气流气泡纺微纳米纤维装置还包括高压静电装置8，所述高压静电装置8与所述导气管4连接并设置在所述储液管3的一侧。

所述储物装置6包括用于储存物质的盒体61及与所述盒体61连接的高压气流喷管64，所述高压气流喷管64的管口朝向所述储液管3的喷射口31。所述储物装置6还包括设置在所述盒体61上的用于添加物质的开口62及设置在所述高压气流喷管64上的用于调节物质添加量及添加速度的调节阀63。在纺丝过程中，可通过开口62向所述盒体61中添加物质，简化纺丝步骤且方便工作人员操作。所述物质包括有机物、无机物及有机物和无机物的混合物，所述物质为汽态类物质或固体粉末状物质或纳米、微米级颗粒状物质，例如银、铜、铝、镍、铁、锰、炭纳米颗粒、碳纳米管、氧化锌、高锰酸钾、二氧化钛、氧化铜、氧化锡等微纳米颗粒物质或者可蒸发、挥发为汽态类物质。

其中，所述高压气流喷管64不少于一个。在本实施例中，所述储物装置6与一个所述高压气流喷管64连接。所述储液管3的周围设置有两个所述储物装置6，同时向储液管3的管口喷射添加的物质。所述高压气流喷管64与所述储液管3之间形成角度，所述角度大于0°且小于等于90°，使得高压气流喷管64更容易将添加的物质喷射出来与射流汇合。

本发明的工作过程如下：打开所述气泵5，贮液池1中的纺丝溶液通过所述导液管2输送至储液管3中，所述气泵5向所述导气管4内输送气流使得纺丝液在所述储液管3的喷射口31形成气泡。通过调节阀63调整物质的添加量及添加速度，所述添加的物质通过高压气流喷管64喷出与所述气泡破裂后的射流混合以形成微纳米复合纤维被接收网接收。

与上述实施例1不同的是，在实施例2中，所述储物装置6设置在所述导气管4上，所述高压气流喷管64的一端与所述盒体61连接，另一端与所述导气管4连接。添加的物质通过高压气流喷管64输送至导气管4中，随着气流进入气泡然后破裂，在气泡形成整个过程都有物质添加。在气流中添加物质，可以改变气泡形态及大小，可使气泡变得更大，射流会更细，得到的纤维更细更均匀。且有些物质不溶于纺丝液，不易纺丝，该装置可使不溶于纺丝液的物质均匀的添加于纺丝液中，形成比较均匀的复合材料，而且可以不同成分，不同比例添加。

综上所述：通过将储物装置6设置在储液管3的一侧，使得添加的物质与气泡射流混合，形成微纳米复合纤维；

通过将储物装置6设置在导气管4上，使得添加的物质随着气流进入气泡然后破裂，达到改变气泡形态及大小最终形成更细更均匀的微纳米复合纤维的效果；

通过在储物装置6上设置有开口62，使得在纺丝过程中一直添加物质，简化纺丝步骤，且添加的物质可为不溶于纺丝液的物质，使得产生更多种类的微纳米复合纤维。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。