【靜電紡納米纖維紗線機】
功能、作用介紹：
目前為止，大多數(shù)靜電紡納米纖維是以無紡布形式收集到，限制了納米纖維應用范圍。從傳統(tǒng)的纖維和紡織工業(yè)我們知道，連續(xù)的單根納米纖維和取向的納米纖維束以及其加捻后所得的紗線才是納米纖維的發(fā)展方向，所以制備高效結構可控的納米纖維紗線才是靜電紡絲達到廣泛應用的最終發(fā)展方向。
本作品涉及一種連續(xù)制備高度取向納米纖維紗線的有效裝置以及方法。呈對稱相對配置的兩個噴絲頭分別與高壓靜電正極接線柱與高壓靜電負極接線柱相連;金屬圓盤與絕緣桿相連，由一個電機驅動旋轉;金屬桿為空心結構，一側具有尖端，除尖端外其他部分噴有絕緣漆;卷繞輥可由另一電機控制旋轉兩個噴絲頭在經(jīng)相互對稱和電性相反的靜電場的牽伸作用下，克服自身聚合物溶液的表面張力，形成的射流搭接在金屬圓盤以及空心金屬桿尖端之間得到取向納米纖維;金屬圓盤旋轉，空心金屬桿固定，實現(xiàn)對取向納米纖維束的加捻;紗線由金屬桿的空心部分引出，卷繞在卷繞輥上，得到連續(xù)的納米纖維紗線。此外，該紗線機的頭端還有喂給裝置，可以引入其他紡織材料如長絲以及紗線等，從而加工納米纖維包纏紗，實現(xiàn)紗線種類的多樣化
本裝置具有以下優(yōu)點和積極效果：集噴頭、纖維取向、纖維轉移、凝聚、加捻、牽伸和卷繞為一體，可以連續(xù)制備取向納米纖維紗線。采用兩個甚至多個噴絲頭，可同時形成兩根甚至多根射流，增加了靜電紡絲的產(chǎn)量;利用圓形金屬靶與導紗桿金屬尖端之間的空氣溝，使生成的納米纖維高度取向，結構相對簡單，適合多種聚合物紡絲溶液，能夠得到取向度和產(chǎn)量都較高的納米納米纖維紗線，可以實現(xiàn)納米纖維紗線的連續(xù)化和規(guī)?；a(chǎn)。。
在恰當操作的前提下，可基本達到連續(xù)紡紗數(shù)小時不斷頭，紡紗速度可調，基本可以滿足實驗室需求。該裝置可實現(xiàn)多種聚合物的紡紗，如聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯醇(PVA)、聚偏氟乙烯(PVDF)等。以PAN 為例，通過控制各種參數(shù)，紗線直徑在10～300μm 范圍內可調，組成紗線的纖維的直徑在100～1000nm 范圍內可調，在捻度為50t/m 的弱捻情況下，所得紗線的強度為7.6～9.1 cN/tex，與普通棉紗的強度相近。目前常規(guī)參數(shù)如下：紡絲電壓一般小于15kV，加捻轉速在0-1500轉/分，收集速度低于5m/min。
該紗線機生產(chǎn)的納米纖維紗線不僅具備納米材料所具備的特異效應，如表面效應、小尺寸效應、量子尺寸效應和量子隧道效應等，而且易于加工成型，在功能性紡織品、藥物載體、組織工程、傳感器以及復合材料等材料尖端領域具備廣闊的應用前景。
作品名稱：靜電紡納米纖維紗線機
完成單位：東華大學
