[實用新型]高性能纖維同步輻射原位檢測試驗機

無效

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• 申請日: 2010-05-21
• 公開（公告）號: CN201695112U
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發(fā)明（設計）人: 郭子賢;張竹標
• 申請（專利權）人: 江蘇神泰科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: D01D5/12
• 分類號: D01D5/12;D01D10/02
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 劉趁新

技術領域

本實用新型涉及一種高性能纖維同步輻射原位檢測試驗機。

背景技術

以碳纖維、芳綸纖維及高強高模聚乙烯纖維為代表的高性能纖維，由于具有優(yōu)良的性能而在現代戰(zhàn)爭、航空航天、海域防御、武器裝備等領域發(fā)揮著舉足輕重的作用；同時，在汽車、船舶、繩網、醫(yī)療器械、運動器材等領域也有著廣闊的應用前景。

在高性能纖維的生產過程都需要進行熱牽伸工藝，以高強高模聚乙烯纖維的生產為例，它是將超高分子量的聚乙烯溶于第一溶劑中，制成聚乙烯溶液；該溶液由螺桿擠出機擠出，再經紡絲箱噴出后，冷卻凝固成凍膠纖維；再用揮發(fā)性的第二溶劑萃取出第一溶劑，待干燥后，再進行超倍熱牽伸，最終制得高強高模聚乙烯纖維。其中，超倍熱牽伸的機理是促進大分子沿纖維軸向的取向；在熱牽伸過程中，聚乙烯大分子由折疊鏈向伸直鏈變化，伸直鏈之間相互靠攏，彼此之間作用力增強，纖維隨外加張力的分子鏈數量增加，使纖維的斷裂強度顯著提高，條理分明度下降，耐磨性及對各類形變的疲勞強度也明顯提高。由此可見，超倍熱牽伸是制備高強高模聚乙烯纖維的關鍵環(huán)節(jié)；超倍熱牽伸的溫度、拉力、牽伸倍率等工藝參數的設計，將直接影響高強高模聚乙烯纖維的性能和品質。

然而現有的高性能纖維的熱牽伸工藝設計，通常都是在生產線開車前，經反復調試后才確定的，這樣不僅費時費力，調試周期長，而且缺乏對纖維內部結構實時跟蹤、檢測，使纖維的品質得不到保證。

實用新型內容

為克服現有技術的不足，本實用新型提供一種高性能纖維同步輻射原位檢測試驗機，可用于研究纖維絲束在拉伸過程中內部結構的演化過程，闡明纖維絲束內部缺陷與牽伸條件之間的關聯(lián)，尋找影響高性能纖維結構轉變的關鍵過程和關鍵參數，以提升高性能纖維工藝優(yōu)化的效率。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：包括機座、機架、牽伸熱箱、前牽伸機構、后牽伸機構、卷繞機構和平移機構；

所述的牽伸熱箱用于纖維絲束的加熱，包含箱體及置于箱體內的加熱元件；箱體裝于機架上，箱體的兩端分別設有纖維絲束進口和纖維絲束出口，并在纖維絲束進口和纖維絲束出口處設有托絲輥；在箱體的一側對應于纖維絲束處設有工作區(qū)隙，以供同步輻射裝置攝取纖維絲束在受熱牽伸狀態(tài)下的分子結構變化情況；

所述的前、后牽伸機構安裝于牽伸熱箱前、后的機架上，為受熱纖維絲束的牽伸提供牽伸力；前牽伸機構和后牽伸機構為對稱結構，均包含數個牽伸熱輥和牽伸電機，牽伸電機與其中的一只牽伸熱輥相連而傳遞動力，該牽伸熱輥再與其它的牽伸熱輥依次傳遞動力；

所述的卷繞機構包含裝于機架上的卷繞輥和卷繞電機，卷繞輥與卷繞電機相連，用于收卷熱牽伸后的纖維絲束；

所述的平移機構用于機架的水平移動，其包含平移電機、傳動絲杠和導軌；傳動絲杠和導軌平行地裝于機座上，且傳動絲杠與平移電機相連；所述機架置于導軌上且與傳動絲杠相連；當平移電機帶動傳動絲杠轉動時，使機架在導軌上前后平移，而便于同步輻射裝置對纖維進行微觀構象的實時捕捉。

在上述箱體的纖維絲束進口和纖維絲束出口處設有纖維絲束調節(jié)機構；所述的纖維絲束調節(jié)機構包含調節(jié)絲桿、微型電機和升降座；微型電機通過調節(jié)絲桿與升降座相連；所述升降座的頂端設有托持纖維絲束的凹槽。這樣，通過微型電機帶動升降座的運行，來調節(jié)絲束位置，確保同步輻射裝置準確無誤地檢測到纖維，以便獲得纖維內部結構在外部應力下的變化、微觀破壞細節(jié)等信息，以探尋纖維缺陷形成的關鍵因素，以便優(yōu)化工藝與制備條件。

上述卷繞輥與張力調節(jié)器相連，以適時調節(jié)卷繞輥上纖維絲束的收卷張力。

上述箱體沿工作區(qū)隙而分設成上蓋和下箱體，所述上蓋與下箱體的一側相鉸接，使上蓋能夠開啟而便于維修和接絲。

本實用新型的有益效果在于：其結構合理、操作方便，與同步輻射裝置配合使用，及時準確地檢測出高強主模聚乙烯纖維絲束在受熱牽伸情況下的分子變化情況，為高性能纖維生產的超倍熱牽伸工藝設計提供有力的技術支撐，縮短調試周期，保證纖維的產品質量。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型所采用的纖維絲束調節(jié)機構的結構示意圖。

圖中：1為箱體、1-1為上蓋、1-2為下箱體、1-3為工作區(qū)隙、2為電熱元件、3為托絲輥、4為纖維絲束調節(jié)機構、4-1為升降座、4-2為調節(jié)塊、4-3為調節(jié)絲桿、4-4為微型電機、5為牽伸熱輥、6為牽伸電機、7為張力調節(jié)器、8為卷繞輥、9為導軌、10為卷繞電機、11為機架、12為放絲輥、13為機座、14為傳動絲杠、15為平移電機、16為纖維絲束。

具體實施方式