溶液紡絲機通過將聚合物溶解于溶劑形成紡絲液,經噴絲、拉伸、凝固與干燥等步驟,制備出連續纖維或納米纖維膜。其工藝廣泛應用于PAN碳纖維原絲、醋酸纖維、殼聚糖纖維及靜電紡絲等領域。
溶液紡絲機的精密操控能力源于多個核心部件的協同運作,將液態聚合物精準轉化為固態纖維。

1、紡絲液供給系統
由儲液罐、過濾器與計量泵構成。儲液罐用于存放脫泡后的紡絲液,避免氣泡導致斷絲。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(μL/min至mL/min級),確保出絲均勻穩定。過濾器(5-20μm)去除雜質,防止噴絲孔堵塞。
2、噴絲組件
噴絲頭(噴絲板):關鍵部件,材質為不銹鋼或鈦合金,表面精密加工出微米級孔(直徑0.05-0.3mm)。孔型、孔數與排列方式決定纖維粗細與束狀結構。
分配板:確保紡絲液均勻分布至各噴絲孔,避免流量差異。
密封結構:高壓下防止泄漏。
3、凝固浴系統
用于濕法紡絲,使紡絲液細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℃);
導絲輥:引導纖維通過浴槽,控制停留時間與牽伸比;
多級浴槽:實現梯度凝固,提升纖維質量。
4、牽伸與熱處理系統
牽伸輥組:多對主動輥,以不同線速對初生纖維進行多級牽伸,提升分子取向與力學性能。速度可精確調控。
熱定型裝置:加熱烘箱或蒸汽箱,消除內應力,穩定纖維結構,改善尺寸穩定性。
5、卷繞裝置
傳動系統:伺服電機驅動,線速度可調;
往復導絲器:使纖維均勻排布在筒管上,形成密實卷裝;
張力控制器:實時監測并調節纖維張力,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電場;
接收裝置:金屬滾筒、平板或網帶,用于收集納米纖維膜。可旋轉或往復運動,調控纖維取向。