本發(fā)明涉及紡織領(lǐng)域，具體涉及一種制備納米纖維集合體的方法及預(yù)處理裝置。

背景技術(shù)：

靜電紡絲主要是利用高壓電場(chǎng)中液體形成泰勒錐，然后在靜電力的作用下延伸，形成納米纖維。所形成的納米纖維經(jīng)過收集形成納米纖維集合體，現(xiàn)有技術(shù)中有許多制備納米纖維集合體的收集方法，比如美國(guó)專利US6106913-A中，采用氣流沉積法將納米纖維引導(dǎo)到牽引長(zhǎng)絲上，然后經(jīng)過卷繞形成納米纖維包纏的牽引長(zhǎng)絲。后續(xù)的改進(jìn)技術(shù)采用喇叭形接收器，對(duì)納米纖維的收集方式進(jìn)行優(yōu)化，比如中國(guó)專利104032423A，使得納米纖維集合體的制備效率得以提升。

現(xiàn)有技術(shù)中所制備納米纖維集合體的方法均為采用牽引長(zhǎng)絲為中心，誘導(dǎo)納米纖維沉積到牽引長(zhǎng)絲上，形成納米纖維集合體。這種制備方法只能制備以牽引長(zhǎng)絲為中心的納米纖維集合體，無法對(duì)納米纖維集合體的性能進(jìn)一步優(yōu)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種制備納米纖維集合體的方法及預(yù)處理裝置，能改變現(xiàn)有技術(shù)中牽引長(zhǎng)絲與納米纖維結(jié)合不緊密的問題，有效增強(qiáng)納米纖維集合體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；本方法制備的納米纖維集合體中引入了功能性材料，使得納米纖維集合體具有更為復(fù)雜的復(fù)合結(jié)構(gòu)，具備特定的功能價(jià)值。

技術(shù)方案

一種制備納米纖維集合體的方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一：將牽引長(zhǎng)絲浸入預(yù)處理液一定時(shí)間；

步驟二：以牽引長(zhǎng)絲為中心軸，通過靜電紡絲在牽引長(zhǎng)絲周圍形成納米纖維，納米纖維沉積在牽引長(zhǎng)絲和接收器之間；

步驟三：接收器旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)納米纖維圍繞牽引長(zhǎng)絲以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，拉動(dòng)牽引長(zhǎng)絲，將納米纖維纏繞在牽引長(zhǎng)絲外層形成納米纖維集合體。

將得到的納米纖維集合體通過羅拉進(jìn)一步加捻處理，以提升納米纖維集合體均勻度。

進(jìn)一步，所述步驟一中的預(yù)處理液為水。

進(jìn)一步，所述步驟一中的預(yù)處理液選自銀離子抗菌整理劑，負(fù)離子遠(yuǎn)紅外整理劑，除蟲菊酯類防蚊防蛀整理劑，苯并三唑類防紫外線整理劑，醇酯類吸濕排汗整理劑。

一種應(yīng)用上述的方法制備納米纖維集合體的預(yù)處理裝置，其特征在于：包括用于引導(dǎo)和收集納米纖維的牽引長(zhǎng)絲、導(dǎo)向裝置和儲(chǔ)液罐，所述儲(chǔ)液罐設(shè)置在牽引長(zhǎng)絲進(jìn)入靜電紡絲區(qū)域之前，用于存放預(yù)處理液，導(dǎo)向裝置設(shè)置在儲(chǔ)液罐上，牽引長(zhǎng)絲通過所述導(dǎo)向裝置進(jìn)入儲(chǔ)液罐進(jìn)行預(yù)處理。

進(jìn)一步，所述導(dǎo)向裝置包括導(dǎo)向輪和調(diào)節(jié)輪，牽引長(zhǎng)絲繞過導(dǎo)向輪進(jìn)入儲(chǔ)液罐，調(diào)節(jié)輪調(diào)節(jié)牽引長(zhǎng)絲在儲(chǔ)液罐的浸入深度。

進(jìn)一步，所述導(dǎo)向輪包括設(shè)置于儲(chǔ)液罐內(nèi)預(yù)處理液的液面上方并緊密接觸的上導(dǎo)向輪和下導(dǎo)向輪，牽引長(zhǎng)絲穿過上導(dǎo)向輪和下導(dǎo)向輪之間的空隙進(jìn)入儲(chǔ)液罐內(nèi)部，然后纏繞至浸入液體的調(diào)節(jié)輪，從調(diào)節(jié)輪下方繞過，使?fàn)恳L(zhǎng)絲在液面以下的預(yù)處理液中進(jìn)行預(yù)處理，最后牽引長(zhǎng)絲再?gòu)恼{(diào)節(jié)輪繞出，從調(diào)節(jié)輪上方的出口導(dǎo)向輪繞出儲(chǔ)液罐。

進(jìn)一步，所述調(diào)節(jié)輪在預(yù)處理液體內(nèi)部的高度能上下調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)牽引長(zhǎng)絲在預(yù)處理液中預(yù)處理時(shí)間的調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步，所述儲(chǔ)液罐和導(dǎo)向裝置依次設(shè)置有多個(gè)，每個(gè)儲(chǔ)液罐對(duì)應(yīng)設(shè)置有導(dǎo)向裝置，牽引長(zhǎng)絲通過導(dǎo)向裝置，依次在多個(gè)儲(chǔ)液罐內(nèi)部不同預(yù)處理液中進(jìn)行預(yù)處理，以在牽引長(zhǎng)絲表面附著多種不同的功能性材料。

有益效果

本發(fā)明提供一種制備納米纖維集合體的方法，該方法通過靜電紡絲制備納米纖維，然后將納米纖維與預(yù)處理后的牽引長(zhǎng)絲一起卷繞成納米纖維集合體，預(yù)處理步驟中給牽引長(zhǎng)絲增加了功能性材料，當(dāng)該功能性材料為水時(shí)，能有效的提高納米纖維與牽引長(zhǎng)絲的結(jié)合緊密度，提高納米纖維集合體的質(zhì)量；當(dāng)功能性材料為其它物質(zhì)時(shí)，使得納米纖維集合體在牽引長(zhǎng)絲與納米纖維層之間含有該功能性材料，使得所制備的納米纖維集合體具有特定的功能。

本發(fā)明還提供一種制備納米纖維集合體方法的預(yù)處理裝置，該預(yù)處理裝置包括盛有預(yù)處理液的儲(chǔ)液罐和導(dǎo)向裝置，在導(dǎo)向裝置的作用下，牽引長(zhǎng)絲浸入預(yù)處理液進(jìn)行預(yù)處理。該裝置能方便的調(diào)節(jié)牽引長(zhǎng)絲的預(yù)處理液種類、預(yù)處理的時(shí)間等，控制牽引長(zhǎng)絲經(jīng)過一次或多次預(yù)處理及預(yù)處理的程度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的預(yù)處理裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的納米纖維集合體制備裝置示意圖；

其中：1-下導(dǎo)向輪，2-上導(dǎo)向輪，3-調(diào)節(jié)輪，4-出口導(dǎo)向輪，5-牽引長(zhǎng)絲，6-進(jìn)出液管道，7-儲(chǔ)液罐，8-閥門，9-預(yù)處理液，10-納米纖維，11-接收器，12-卷繞裝置。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

靜電紡絲主要是利用高壓電場(chǎng)中液體形成泰勒錐，然后在靜電力的作用下延伸，形成納米纖維。所形成的納米纖維經(jīng)過收集形成納米纖維集合體。現(xiàn)有技術(shù)中采用牽引長(zhǎng)絲為中心，誘導(dǎo)納米纖維沉積到牽引長(zhǎng)絲上，形成納米纖維集合體。這種制備方法只能制備以牽引長(zhǎng)絲為中心的納米纖維集合體，無法對(duì)納米纖維集合體的性能進(jìn)一步優(yōu)化。

本發(fā)明提出了在牽引長(zhǎng)絲進(jìn)入靜電紡絲區(qū)域制備納米纖維集合體之前，采用功能性材料對(duì)牽引長(zhǎng)絲進(jìn)行預(yù)處理，使?fàn)恳L(zhǎng)絲上帶有功能性材料，經(jīng)過預(yù)處理的牽引長(zhǎng)絲進(jìn)入靜電紡絲區(qū)域用于納米纖維集合體的制備，所制備的納米纖維集合體內(nèi)部包含有功能性材料，使得納米纖維集合體能夠具備功能性材料所特有的性質(zhì)。

所述制備納米纖維集合體的方法為：通過接收器的設(shè)置在出絲裝置和接收器之間形成高壓靜電場(chǎng)，在高壓靜電場(chǎng)的作用下，帶電液滴形成泰勒錐并產(chǎn)生鞭動(dòng)效應(yīng)，形成納米纖維。在接收器的中心軸線上設(shè)置一根預(yù)處理后帶有功能性材料的牽引長(zhǎng)絲，與以中心軸線為旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的接收器配合接收納米纖維。所形成的納米纖維一端沉積在接收器上，另一端沉積在牽引長(zhǎng)絲表面，納米纖維在靜電場(chǎng)力、牽引長(zhǎng)絲的牽引力及接收器作用力下在牽引長(zhǎng)絲表面形成納米纖維集合體。在接收器和同軸連接組件的中心均設(shè)置有聯(lián)通的孔道，用于牽引長(zhǎng)絲穿過，牽引長(zhǎng)絲被卷繞裝置帶動(dòng)，經(jīng)過接收器和出絲裝置之間的靜電場(chǎng)區(qū)域，將在牽引長(zhǎng)絲表面形成的納米纖維集合體進(jìn)行連續(xù)收集。

本發(fā)明提出一種牽引長(zhǎng)絲預(yù)處理裝置，包括儲(chǔ)液罐7和導(dǎo)向裝置。儲(chǔ)液罐底部設(shè)置有進(jìn)出管道6，預(yù)處理液通過進(jìn)出管道6進(jìn)入儲(chǔ)液罐7，然后關(guān)閉閥門8。牽引長(zhǎng)絲在上導(dǎo)向輪1和下導(dǎo)向輪2的引導(dǎo)下進(jìn)入儲(chǔ)液罐7，然后在調(diào)節(jié)輪3的作用下浸入預(yù)處理液內(nèi)部一定深度，進(jìn)行牽引長(zhǎng)絲的預(yù)處理。預(yù)處理后的納米纖維集合體經(jīng)過出口導(dǎo)向輪4引導(dǎo)出儲(chǔ)液罐7，完成預(yù)處理。

牽引長(zhǎng)絲在完成預(yù)處理后，進(jìn)入圖2所示的納米纖維集合體制備裝置，通過靜電紡絲制備納米纖維集合體。具體實(shí)施例如下：

實(shí)施例1

以上述的牽引長(zhǎng)絲預(yù)處理裝置對(duì)牽引長(zhǎng)絲進(jìn)行預(yù)處理，采用的預(yù)處理液為水，牽引長(zhǎng)絲在水中的預(yù)處理時(shí)間為10秒鐘。

然后將預(yù)處理的牽引長(zhǎng)絲導(dǎo)入到靜電紡絲器中，開啟高壓靜電發(fā)生器，并以聚氨酯溶液為電紡液進(jìn)行靜電紡絲，形成聚氨酯材質(zhì)的納米纖維。聚氨酯材質(zhì)的納米纖維連接在接收器和牽引長(zhǎng)絲上，保持接收器以一定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，將聚氨酯材質(zhì)的納米纖維纏繞到牽引長(zhǎng)絲上，經(jīng)過羅拉進(jìn)一步加捻處理后，得到納米纖維集合體。

由于預(yù)處理使得牽引長(zhǎng)絲上附有水分，后續(xù)加捻制備的納米纖維集合體中牽引長(zhǎng)絲與納米纖維結(jié)合更加牢固，強(qiáng)度質(zhì)量更好。

實(shí)施例2

采用上述的牽引長(zhǎng)絲預(yù)處理裝置對(duì)牽引長(zhǎng)絲進(jìn)行預(yù)處理，所采用的預(yù)處理液為20wt％的納米碳管分散液，預(yù)處理時(shí)間為20s。預(yù)處理后的牽引長(zhǎng)絲為表面附著一層納米碳管的牽引長(zhǎng)絲。將該牽引長(zhǎng)絲導(dǎo)入靜電紡絲器中，然后開啟靜電高壓發(fā)生器，并以聚氨酯溶液為電紡液進(jìn)行靜電紡絲，形成聚氨酯納米纖維。聚氨酯納米纖維形成后連接在牽引長(zhǎng)絲和接收器之間。保持接收器以一定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，將聚氨酯納米纖維纏繞到牽引長(zhǎng)絲上，經(jīng)過羅拉進(jìn)一步加捻處理后，得到納米纖維集合體。

經(jīng)過上述牽引長(zhǎng)絲預(yù)處理后制備的納米纖維集合體在牽引長(zhǎng)絲與納米纖維之間具有納米碳管層，借助納米碳管的導(dǎo)電作用，所制備的聚氨酯材質(zhì)的納米纖維集合體克服了靜電效應(yīng)，具有防靜電的功能效果。以該類納米纖維集合體制備的紡織物靜電效應(yīng)明顯降低，可適用于加油站、油氣化工場(chǎng)、精密儀器制造車間等領(lǐng)域。

上述各實(shí)施方式是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，而在實(shí)際應(yīng)用中，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。