【静电纺纳米纤维纱线机】
功能、作用介绍：
目前为止，大多数静电纺纳米纤维是以无纺布形式收集到，限制了纳米纤维应用范围。从传统的纤维和纺织工业我们知道，连续的单根纳米纤维和取向的纳米纤维束以及其加捻后所得的纱线才是纳米纤维的发展方向，所以制备高效结构可控的纳米纤维纱线才是静电纺丝达到广泛应用的最终发展方向。
本作品涉及一种连续制备高度取向纳米纤维纱线的有效装置以及方法。呈对称相对配置的两个喷丝头分别与高压静电正极接线柱与高压静电负极接线柱相连;金属圆盘与绝缘杆相连，由一个电机驱动旋转;金属杆为空心结构，一侧具有尖端，除尖端外其他部分喷有绝缘漆;卷绕辊可由另一电机控制旋转两个喷丝头在经相互对称和电性相反的静电场的牵伸作用下，克服自身聚合物溶液的表面张力，形成的射流搭接在金属圆盘以及空心金属杆尖端之间得到取向纳米纤维;金属圆盘旋转，空心金属杆固定，实现对取向纳米纤维束的加捻;纱线由金属杆的空心部分引出，卷绕在卷绕辊上，得到连续的纳米纤维纱线。此外，该纱线机的头端还有喂给装置，可以引入其他纺织材料如长丝以及纱线等，从而加工纳米纤维包缠纱，实现纱线种类的多样化
本装置具有以下优点和积极效果：集喷头、纤维取向、纤维转移、凝聚、加捻、牵伸和卷绕为一体，可以连续制备取向纳米纤维纱线。采用两个甚至多个喷丝头，可同时形成两根甚至多根射流，增加了静电纺丝的产量;利用圆形金属靶与导纱杆金属尖端之间的空气沟，使生成的纳米纤维高度取向，结构相对简单，适合多种聚合物纺丝溶液，能够得到取向度和产量都较高的纳米纳米纤维纱线，可以实现纳米纤维纱线的连续化和规模化生产。。
在恰当操作的前提下，可基本达到连续纺纱数小时不断头，纺纱速度可调，基本可以满足实验室需求。该装置可实现多种聚合物的纺纱，如聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯醇(PVA)、聚偏氟乙烯(PVDF)等。以PAN 为例，通过控制各种参数，纱线直径在10～300μm 范围内可调，组成纱线的纤维的直径在100～1000nm 范围内可调，在捻度为50t/m 的弱捻情况下，所得纱线的强度为7.6～9.1 cN/tex，与普通棉纱的强度相近。目前常规参数如下：纺丝电压一般小于15kV，加捻转速在0-1500转/分，收集速度低于5m/min。
该纱线机生产的纳米纤维纱线不仅具备纳米材料所具备的特异效应，如表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和量子隧道效应等，而且易于加工成型，在功能性纺织品、药物载体、组织工程、传感器以及复合材料等材料尖端领域具备广阔的应用前景。
作品名称：静电纺纳米纤维纱线机
完成单位：东华大学
