[發明專利]一種中間相瀝青碳纖維紡絲組件

在審

• 申請號: 202010574450.7
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN113897689A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 楊正鋒;吳繼發;王雄;陳偉
• 申請（專利權）人: 邵陽紡織機械有限責任公司
• 主分類號: D01D4/00
• 分類號: D01D4/00;D01D4/02;D01D4/06;D01D1/10;D01F9/145
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種中間相瀝青碳纖維紡絲組件，從上往下依次由組件座、上腔體、熔體分配體、多孔板、噴絲板組成，所述組件座和上腔體為倒杯型，二者中心貫通開有紡絲通孔；所述熔體分配體嵌裝在上腔體的內腔上，二者間隙形成熔體流道，所述熔體流道由首段分配流道、中段擴散流道、末段過渡流道組成；所述首段分配流道與上述紡絲通孔連通，并通過熔體分配體上表面環形分布的橘瓣凸起形成，其為徑向漸開型且徑向截面積一致；所述末段過渡流道為等腰三角形結構，正對多孔板和噴絲板的外環噴孔區域，且其底端面積與上述外環噴孔區域面積一致；本發明的優點是：熔體在組件中的停留時間基本相等，原絲性能一致性優良。

技術領域

本發明涉及化纖紡絲行業，特別涉及一種中間相瀝青碳纖維紡絲組件。

背景技術

普通瀝青以晶體狀態存在時，則呈現光學各向異性，以液體狀態存在時則呈現光學各向同性。普通瀝青進行深度縮聚脫氫反應，得到介于液相和固相之間的芳香稠環微晶結構的中間體，這種中間體既具有液體形態的光學各向同性，同時又具有晶體形態的光學各向異性特征，通常稱這種瀝青為中間相瀝青。

中間相瀝青相比普通瀝青，具有高度取向性和易石墨化的優點，因而紡制的纖維具有高強度、高模量、高導熱性和高導電性的優異性能，近年來在民用領域和國防軍事領域得到廣泛的應用。

通常，中間相瀝青基碳纖維的噴絲板為圓形，噴孔區域為環形，即靠近噴絲板中心區域不開紡絲孔，主要是為了避免中心區域的絲束冷卻不良。由于噴絲板中心區域沒有噴絲孔，其上方的熔體流動速度明顯比開孔區域的流速低，這樣會造成了熔體停留時間相差很大。另外當計量泵以恒定的流量泵入熔體時，任意紡絲組件流道截面的熔體流動平均速度等于泵入量除流道面積，因此整個流道的截面積出現變化時，熔體流動平均速度也會跟隨著變化，尤其在截面突變的大容腔流道內，流道中心的流速和流道邊沿的流速相差很大，造成同一時刻進入紡絲組件的熔體一部分先出噴絲板，一部分后出噴絲板，熔體在紡絲組件內的停留時間參差不齊，由于高分子材料在高溫狀態時不可避免降解，造成降解程度不一致，影響原絲性能的一致性，因此中間相瀝青碳纖維紡絲組件要求熔體流道容腔盡量小，不能有突變的大容腔，其流道截面應漸變，盡量避免截面突變。

同時，由于瀝青存在中間相的溫度范圍很窄，可紡溫度區間小，熔體粘度對溫度敏感性極強。熔體溫度的細微變化，會造成熔體粘度變化很大，對熔體流動性能產生較大波動，影響紡絲過程的穩定性，因此要求其紡絲組件流道內部溫差小，尤其是噴絲板環形噴孔區域的內側與外側溫度差異要小。

在高溫下，中間相瀝青碳纖維熔體也會產生部分單體及輕組分，以小氣泡形態混合在熔體中，而且隨著熔體停留時間的增加，氣泡數量相應增多，故要求其組件具有較好的破裂氣泡的功能。同時，原料中有部分雜質不能熔化，當雜質經過細小的噴絲孔微孔時，容易造成堵孔和斷絲現象，影響紡絲的連續進行。

相比普通瀝青的熔融紡絲，中間相瀝青碳纖維熔融紡絲組件對停留時間的一致性、噴絲板噴孔區域內外側溫度差，組件破泡能力及雜質過濾能力的要求更高。

發明內容

本發明的目的在于：針對相關技術中的問題，本發明提出一種中間相瀝青碳纖維紡絲組件，以克服現有相關技術所存在的上述技術問題。