[發明專利]碳纖維原絲模外層疊超聲鍛壓降維制造裝置

有效

• 申請號: 202210520769.0
• 申請日: 2022-05-12
• 公開（公告）號: CN114892293B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 楊衛民;杜長彪;王宇航;廖波;丁玉梅
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: D01D5/42
• 分類號: D01D5/42;D01F9/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開碳纖維原絲模外層疊超聲鍛壓降維制造裝置，主要包括機架、擠出裝置、料斗、計量泵、減速器、聯軸器、電機、氣管、旋轉芯棒、吹膜模頭、吹膜牽引輥、水槽、初次拉伸裝置、模外層疊裝置、超聲鍛壓輥、超聲波發生器、導向輥、二次拉伸裝置、切絲刀盤、薄膜收卷輥和原絲收卷筒，吹膜拉伸輥、初次拉伸輥、模外層疊裝置、超聲鍛壓輥置于水槽中，在吹膜過程中通過膜內水蒸氣與膜外水槽中水的吸附作用，將石墨、聚丙烯腈和二甲基亞砜混合溶液中二甲基亞砜吸附，并采用模外層疊、超聲鍛壓技術，消除原絲纖維中因溶劑分離所產生微孔缺陷結構的問題，在保證碳纖維原絲制備產量同時，改善原絲內部結構，降低微孔數量與尺寸，提升碳纖維原絲的質量。

技術領域

本發明涉及一種碳纖維原絲模外層疊超聲鍛壓降維制造技術，屬于碳纖維原絲制造領域。

背景技術

聚丙烯腈(PAN)基碳纖維是上個世紀六十年代迅速發展起來的新型軍民兩用工業材料，因其兼具高比強度、高比模量、抗疲勞、優良的尺寸穩定性、高導熱性和低熱膨脹系數等優異性能，被廣泛應用于衛星、運載火箭、戰術導彈、宇宙飛船等軍工行業中，是不可替代的核心戰略材料。同時，在廣大工業中，高性能碳纖維是高端裝備制造升級的關鍵基礎材料。

目前，聚丙烯腈基原絲制備技術包括濕法紡絲、凝膠紡絲、干法紡絲、干噴濕紡和靜電紡絲等。然而，在現有的碳纖維原絲制備技術中碳纖維的微孔結構是碳纖維原絲制備技術中普遍存在的問題。碳纖維微孔結構是影響其拉伸強度最主要的原因，微孔缺陷的產生，一方面是由于石墨化過程中，高溫下原子活性高，氣態產物分子從纖維中溢出，造成微孔結構缺陷，另一方面是由于原絲自身含有微孔，并在后續制備環節中進一步擴大，從而影響了碳纖維的強度。

因此如何改進碳纖維原絲制備技術，改善原絲內部結構，降低微孔數量與尺寸，提升原絲質量，是目前高強碳纖維原絲制備急需解決的問題。

發明內容

本發明針對現有的碳纖維原絲制備技術中，碳纖維表面存在微孔缺陷結構，從而影響原絲的質量問題，提出一種碳纖維原絲模外層疊超聲鍛壓降維制造技術，利用環形吹膜模頭、模外層疊、超聲鍛壓技術制備碳纖維原絲，從而改善原絲內部結構，降低微孔數量與尺寸，提升原絲質量。