图7-12不同喷嘴制备的纳米纤维直径分布在其他离心纺丝实验参数不变的情况下,改变电动机转速,分别以不同离心纺丝喷嘴进行高速离心纺丝,比较不同喷嘴制备的纳米纤维平均直径。实验结果表明,锥直形喷嘴和弯管形喷嘴制备的纳米纤维直径优于阶梯形喷嘴和锥形喷嘴。图7-14不同喷嘴出口直径下制备的纳米纤维平均直径......
2023-06-23
在离心纺丝过程中,电动机转动产生的离心力作为制备纳米纤维的主要驱动力,是高速离心纺丝实验的重要参数。本次实验以6%PEO溶液为纺丝溶液,在不同电动机转速下,分别以阶梯形喷嘴、锥直形喷嘴、锥形喷嘴和弯管形喷嘴进行高速离心纺丝实验,比较不同喷嘴制备纳米纤维的生产效率和平均纤维直径。
在相同的实验时间下,分别收集阶梯形喷嘴、锥直形喷嘴、锥形喷嘴和弯管形喷嘴制备的纳米纤维,对不同喷嘴的纤维产量进行检测,分析比较不同离心纺丝喷嘴的生产效率。图7-15为不同离心纺丝喷嘴在4000 r/min电动机转速下的纳米纤维产量。从图中可以看出,阶梯形喷嘴和锥形喷嘴的纳米纤维生产效率低于锥直形喷嘴和弯管形喷嘴,锥直形喷嘴的纳米纤维生产效率和弯管形喷嘴相差不大。
阶梯形喷嘴在纺丝1.5 min后无法产生纳米纤维,在纺丝实验结束后仍有大部分纺丝溶液残留在阶梯形喷嘴管道内。原因在于阶梯形喷嘴入口段管道的垂直壁面阻挡了部分纺丝溶液流向喷嘴出口,导致纺丝溶液利用不充分,降低了阶梯形喷嘴的生产效率。锥形喷嘴在高速离心纺丝的过程中,在收集装置和托盘上残留有液态的纺丝溶液。其原因为锥形喷嘴出口纺丝射流稳定性较低,纺丝射流在空中容易破裂,纺丝射流无法凝固形成聚合物纤维,导致锥形喷嘴的纳米纤维生产效率较低。
图7-15 4000 r/min电动机转速下纳米纤维产量
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2023-06-23
在不同浓度纺丝溶液的情况下,观察比较4种离心纺丝喷嘴制备的纳米纤维形态质量。图7-94%溶液浓度时不同喷嘴制备的纳米纤维SEM图当采用浓度为6%的PEO溶液进行高速离心纺丝时,阶梯形喷嘴、锥直形喷嘴、锥形喷嘴和弯管形喷嘴制备的纳米纤维形态如图7-10所示。从图中可以看出,4种离心纺丝喷嘴制备的纳米纤维形态质量均有所改善,无球状或团状纤维产生。锥形喷嘴制备的纳米纤维外表粗糙,在纤维表面出现少许颗粒状杂质。......
2023-06-23
本书在传统纳米纤维制备方法的基础上提出高速离心纺丝制备纳米纤维的新思路,对高速离心纺丝的研究背景、研究现状、研究目的与意义进行了分析,对涉及高速离心纺丝纤维运动的相关影响因素进行详尽的研究,并对喷嘴内纺丝溶液的运动规律及纤维空间射流运动进行分析。从高速离心纺丝的工作原理展开分析,提出本书的研究目标、研究内容和方法。......
2023-06-23
在高速离心纺丝实验中,纺丝溶液与纳米纤维的制备均在室温条件下进行,未考虑外界环境对纳米纤维形态分布的影响。纳米纤维的制备均在室温条件下进行,无法保证实验条件完全相同,因此实验结果可能存在一定误差。在高速离心纺丝装置中添加温度调节与湿度调节功能有助于纳米纤维的制备。......
2023-06-23
对于Lyocell纤维溶液体系,通过流变学的研究可以了解纤维素溶液的组成、聚集态结构等因素对流变性的影响,进而科学地指导加工工艺的制订。聚合物溶液的流变性也是溶液输送管道和喷丝板设计的基础。Lyocell纤维的纺丝溶液属于切力变稀型。对于Lyocell纤维体系,纤维素分子不仅聚合度高,而且具有结构刚性的链段,更重要的是分子间作用力除了分子间缠绕外,还包括强大的氢键。聚合物的黏流活化能大小可以用来预示该溶液对温度的敏感性。......
2023-06-25
短纤维纺丝成型后,可以集中各纺丝部位的丝条为一粗丝束,然后由留条机构有条不紊地铺放在盛丝桶内,供后处理。这样,可以降低操作强度,减少丝条接头及过长纤维等。图6-25直径控制式的卷取机构1—电动机 2—同步电动机 3—控制辊4—变速电动机 5—卷装 6—控制调速器图6-26 所示为涤纶短纤维纺丝卷绕机,短纤维卷绕机主要由给湿上油装置、导丝小转子、牵引装置及喂入轮、圈条机构等组成。......
2023-06-16
黏胶纤维通常采用湿法纺丝工艺,纺丝液从喷丝孔出来立即进入纺丝浴,纺丝浴是由硫酸等配制而成,纤维素黄酸酯与硫酸反应,纤维素被还原,同时释放出二硫化碳。酸浴的任务是将离开喷丝头的黏胶溶液细流凝固下来,转变为连续的黏胶长丝,凝固过程中通过双向扩散及化学反应,纤维素被还原。图2-8纤维素被还原的化学反应式因为溶解纤维素黄酸酯的是氢氧化钠,因此,凝固浴中还会有硫酸和溶液中碱中和的反应。......
2023-06-25
以6%的PEO溶液为实验材料,在纺丝速度为2500 r/min、3500 r/min、5500 r/min、7500 r/min下进行高速离心纺丝射流实验,制备的PEO纳米纤维扫描电镜图如图7-16所示。断裂的纤维缺乏张力,蓬松无力,过高的纺丝速度和射流速度反而会使得纤维的性能降低。研究高速离心纺丝过程中电动机的转速与纺丝溶液射流运动的关系对制备良好的纳米纤维有着重要的意义,对于不同的纺丝溶液,选择合适的电动机转速是制备质量优秀的纳米纤维的关键因素。......
2023-06-23
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