溶液紡絲機(jī)通過將聚合物溶解于溶劑形成紡絲液,經(jīng)噴絲、拉伸、凝固與干燥等步驟,制備出連續(xù)纖維或納米纖維膜。其工藝廣泛應(yīng)用于PAN碳纖維原絲、醋酸纖維、殼聚糖纖維及靜電紡絲等領(lǐng)域。
溶液紡絲機(jī)的精密操控能力源于多個核心部件的協(xié)同運作,將液態(tài)聚合物精準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為固態(tài)纖維。

1、紡絲液供給系統(tǒng)
由儲液罐、過濾器與計量泵構(gòu)成。儲液罐用于存放脫泡后的紡絲液,避免氣泡導(dǎo)致斷絲。精密計量泵(如注射泵、齒輪泵或螺桿泵)以恒定流速將紡絲液輸送至噴絲頭,流量可調(diào)(μL/min至mL/min級),確保出絲均勻穩(wěn)定。過濾器(5-20μm)去除雜質(zhì),防止噴絲孔堵塞。
2、噴絲組件
噴絲頭(噴絲板):關(guān)鍵部件,材質(zhì)為不銹鋼或鈦合金,表面精密加工出微米級孔(直徑0.05-0.3mm)??仔?、孔數(shù)與排列方式?jīng)Q定纖維粗細(xì)與束狀結(jié)構(gòu)。
分配板:確保紡絲液均勻分布至各噴絲孔,避免流量差異。
密封結(jié)構(gòu):高壓下防止泄漏。
3、凝固浴系統(tǒng)
用于濕法紡絲,使紡絲液細(xì)流在凝固浴中脫溶劑并相分離,形成初生纖維。
凝固浴槽:盛放凝固劑(如水、醇水溶液),溫度可控(0-50℃);
導(dǎo)絲輥:引導(dǎo)纖維通過浴槽,控制停留時間與牽伸比;
多級浴槽:實現(xiàn)梯度凝固,提升纖維質(zhì)量。
4、牽伸與熱處理系統(tǒng)
牽伸輥組:多對主動輥,以不同線速對初生纖維進(jìn)行多級牽伸,提升分子取向與力學(xué)性能。速度可精確調(diào)控。
熱定型裝置:加熱烘箱或蒸汽箱,消除內(nèi)應(yīng)力,穩(wěn)定纖維結(jié)構(gòu),改善尺寸穩(wěn)定性。
5、卷繞裝置
傳動系統(tǒng):伺服電機(jī)驅(qū)動,線速度可調(diào);
往復(fù)導(dǎo)絲器:使纖維均勻排布在筒管上,形成密實卷裝;
張力控制器:實時監(jiān)測并調(diào)節(jié)纖維張力,防止斷絲或松弛。
6、靜電紡絲專用部件(若適用)
高壓電源:提供10-30kV直流電壓,在噴絲頭與接收裝置間建立強(qiáng)電場;
接收裝置:金屬滾筒、平板或網(wǎng)帶,用于收集納米纖維膜??尚D(zhuǎn)或往復(fù)運動,調(diào)控纖維取向。