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内广义街5号广益大厦
大赛作品详情

作品名称:一种往复式纺丝纤维收集装置
学校名称:武汉纺织大学
参赛队伍:黄队
参赛学生:黄新宇 马健玮  
指导老师:张智明 谢超  

详细说明

纳米纤维生产方式主要有熔融纺丝、静电纺丝、湿法纺丝、干法纺丝、干-湿法纺丝等。其中,熔融纺丝法是将高聚合物熔体经纺丝喷头流出熔体细流、在周围空气中冷却凝固定性的方式;静电纺丝是一种聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝的技术;湿法纺丝是将高分子溶剂(无机、有机)与纺丝液混合后,喷丝头流出细流,在凝固浴中凝固成型的方法;干式纺丝是由喷流形成的纺丝溶液,溶剂被加热介质(空气或氮气)带走挥发的同时,使高分子固化成丝。

熔融纺丝法和静电纺丝生产工艺逐渐成熟。其中,熔融纺丝的长丝生产工艺由多步法简化为一步法,具有大规模生产的优势。然而熔融纺丝机制备纤维过程需要高温,因而纺丝原材料受限。静电纺丝从实验室逐步拓展到实际纳米纤维实际生产制备中,由于生产条件的限制,目前仍处于小规模多样化生产模式。湿法纺丝、干法纺丝和干-湿法纺丝是比较成熟的纺丝方法,目前市面上常见的化纤生产都由这三种方法制备,市场占有率较大,设备集成化较高。但其生产过程造成的环保问题仍有待解决。

与现有的常规化学纤维纺丝成形技术相比,该离心纺丝设备利用电机高速旋转产生的离心力将罐体内部纺丝溶液甩出并在周围空气中拉伸旋转,并凝固形成纳米级直径的纤维,然后在左侧吹出的气流作用下逐步运动并聚集到旋转的收集装置上,最终形成具有复杂形状的异形结构纤维。离心纺丝具有机械结构简单、无高压、无污染、产出率高等特点,是一种具有工业化应用前景的微纳米纤维制备方法。目前,对于离心纺丝技术的研究主要集中于离心纺丝设备的改进和功能性微纳米纤维的制备。一方面,如何对现有离心纺丝设备进行进一步改进和优化,从而提升纺丝产量和纤维质量,仍有待深入研究。另一方面,离心纺丝技术在微纳米纤维的制备方面表现优异,如何利用离心纺丝技术制备和收集功能性微纳米纤维,从而拓宽离心纺丝技术的应用领域,也是极具吸引力的研究方向。

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