[發(fā)明專利]基于模板制備的拉脹纖維的加工方法、裝置及用途

有效

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• 申請日: 2018-05-03
• 公開（公告）號: CN108749062B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設計）人: 杜趙群;陳俊麗;何玲娥;仵玉芝;張明月;邵青青;李涵;余衛(wèi)東
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B29D99/00
• 分類號: B29D99/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;柏子雵

1.一種基于模板制備拉脹纖維的加工裝置，其特征在于，包括：

用于輸入拉脹纖維成型溶液原料的液體入口機構(1)，液體入口機構(1)包括入口一(11)、型芯入口耦合孔(12)和入口二(13)，型芯入口耦合孔(12)位于入口一(11)與入口二(13)之間，拉脹纖維成型溶液原料經(jīng)由入口一(11)和入口二(13)輸入到拉脹纖維成型機構(2)中；

用于將輸入的拉脹纖維成型溶液原料定型為拉脹結構式，再冷卻固化定型為具有拉脹幾何結構的拉脹纖維的拉脹纖維成型機構(2)，拉脹纖維成型機構(2)包括模具(21)及型芯(22)，模具(21)與液體入口機構(1)在液體入口一側套接配合，型芯(22)與液體入口機構(1)的型芯入口耦合孔(12)耦合緊密接觸，模具(21)和型芯(22)所包圍空間共同構成容納拉脹纖維溶液的型腔，由液體入口機構(1)輸入的拉脹纖維成型溶液原料在模具(21)和型芯(22)包圍形成的型腔內固化定型為具有拉脹結構式的拉脹纖維；

用于輸出和回收拉脹纖維成型機構(2)未固化的拉脹纖維成型溶液原料的液體出口機構(3)，液體出口機構(3)包括出口一(31)、型芯出口耦合孔(32)和出口二(33)，型芯出口耦合孔(32)位于出口一(31)與出口二(33)之間，模具(21)與液體出口機構(3)在液體出口一側套接配合，型芯(22)與液體出口機構(3)的型芯出口耦合孔(32)耦合緊密接觸，拉脹纖維成型機構(2)未固化的拉脹纖維成型溶液原料經(jīng)由出口一(31)和出口二(33)輸出，以便于后續(xù)脫模及對輸出的溶液進行二次利用；

所述拉脹纖維成型機構(2)的模具(21)內壁具有拉脹結構式的溝槽，定義為拉脹結構單元一，且模具(21)半徑大小根據(jù)要制備拉脹纖維直徑的尺度可調，拉脹結構單元一縱橫比值在1～5區(qū)間內可調，以保證內壁上有10個以上拉脹結構單元一，滿足較大的負泊松比效應；

所述拉脹纖維成型機構(2)的型芯(22)外壁具有拉脹結構式的溝槽，定義為拉脹結構單元二，拉脹結構單元二與所述拉脹結構單元一相同，同時，型芯(22)外壁的拉脹結構單元二與模具(21)內壁的所述拉脹結構單元一的大小、尺寸、數(shù)量一一對應。

2.如權利要求1所述的一種基于模板制備拉脹纖維的加工裝置，其特征在于：輸入所述液體入口機構(1)的拉脹纖維成型溶液原料為高溫溶液，高溫溶液經(jīng)由液體入口機構(1)輸入到拉脹纖維成型機構(2)，經(jīng)冷卻固化定型成為拉脹結構式的拉脹纖維；

高溫溶液為純高聚物的高溫溶液，或為兩種以上高聚物的高溫混合溶液。

3.如權利要求1所述的一種基于模板制備拉脹纖維的加工裝置，其特征在于：所述拉脹結構單元一與所述拉脹結構單元二的拉脹幾何結構為內凹六邊形、人字形、雙箭頭形、內凹蜂窩、星形網(wǎng)絡、內凹菱形、或兩種以上混合結構；同時所述模具(21)內壁與所述型芯(22)外壁的拉脹結構式溝槽排列方向與高溫溶液運動方向一致。

4.如權利要求1所述的一種基于模板制備拉脹纖維的加工裝置，其特征在于：所述拉脹纖維成型機構(2)的模具(21)和型芯(22)所采用的材料為易分離溶解去除的材料，以便于順利脫膜，得到性能優(yōu)異纖維。

5.如權利要求4所述的一種基于模板制備拉脹纖維的加工裝置，其特征在于：所述拉脹纖維成型機構(2)的模具(21)和型芯(22)在脫模過程中均在一定溶解溶液中完全溶解而去除，針對不同的材料制成的模具(21)和型芯(22)所采用的溶解溶液為綠色環(huán)保溶劑，脫模后，冷卻固化呈拉脹結構式的拉脹纖維則完整保留，最終得到結構穩(wěn)定的拉脹纖維。

6.如權利要求1所述的一種基于模板制備拉脹纖維的加工裝置，其特征在于：所述拉脹纖維成型機構(2)的模具(21)和型芯(22)包圍形成的型腔的體積大小可調節(jié)，型腔的體積大小根據(jù)所制備的纖維的直徑、拉脹幾何結構的大小和孔隙率共同決定，同時，通過控制型腔的體積大小同時應用于拉脹絲或拉脹紗線的制備。