基于惯性离心力的径向直线拉伸射流纺丝方法

邹守宝, 袁建波

(浙江大铭新材料股份有限公司， 浙江 杭州 311402)

离心纺丝技术是指溶液或者熔体在惯性离心力作用下，从高速旋转体边沿的喷针或喷孔射出，形成射流；射流离开喷针或喷孔后，在气流剪切力作用下，在空气中拉伸从而获得微纳米级超细纤维(膜)。

杨斌等[1-2]将有喷嘴(针)离心纺丝技术结构归纳为窄缝式、筛网式、三板复合式和针管式；并尝试了一种无嘴离心纺丝方法，与水平盘式纺丝方法[3]相似。杨为民等[4]采用了窄缝式辅助气流离心纺丝方法，对聚丙烯(PP)料进行熔体纺丝。苏州大学也采用过气流辅助拉伸射流进行离心纺丝[5]。美国FiBeRio公司和德克萨斯大学在2013年就推出了商业化的L1000系列离心纺丝实验用装置[6]，并且已有离心纺丝量产设备在运行[7]，可以查到包括美国在内的多个大学和实验机构[8-9]利用L1000D型M系列设备进行离心纺丝实验。

目前国内外离心纺丝技术存在的共同问题有：1)要依赖降低喷孔直径才能获得直径较细的纤维，或者说射流在进入到空气中进行螺旋拉伸时，纤维的直径受到喷孔直径的限制，而喷孔的最小直径受到加工条件的限制，且纺丝过程中还会出现细孔堵塞及熔体黏度过大而不能纺丝的问题；2)要获得细的纤维，必须要求喷孔内径尽可能小。喷孔内径小必然导致细孔的流量小，而细孔流量小必然导致单孔纺丝效率低的问题。

较常用的离心纺丝过程为：惯性离心力形成细的射流→在空气中螺旋线式地弧线拉伸射流。……