一种用于碳纤维碳丝溢流式表面处理装置制造方法及图纸

一种用于碳纤维碳丝溢流式表面处理装置，包括电解槽、阴极板以及两根阳极导丝辊，电解槽的两端设有溢流口，两个溢流口的下沿等高设置，在两个溢流口之间形成溢流液面，碳纤维丝束由上述两溢流口穿过并浸入溢流液面以下进行表面电解处理，通过调节进出电解槽的碳纤维丝束的高度及电解液溢流液面高度，使得被处理的碳纤维丝束在电解槽内无导辊的情况下浸没在电极槽的液面下连续运行，从而实现碳纤维表面的阳极氧化处理。由于电解槽内无导向辊，减少了导丝辊对碳纤维的摩擦，降低了碳纤维强度损失的可能性，也不存在导丝辊内部机构被电解液腐蚀的可能，设备的使用寿命大大延长。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种蒸汽发生设备，特别是一种用于碳纤维碳丝溢流式表面处理装置。

技术介绍

1、碳纤维是经1300～1600℃高温炭化制得的含碳量高达93%以上的新型碳材料。由于在高温惰性气体中炭化处理，随着非碳元素的逸走和碳的富集，使其表面活性降低，表面张力降低，与基体树脂的浸润性变差。特别是干喷湿纺纺丝液从喷丝孔出来首先经过空气层后再进入到凝固浴中成形，在单轴向应力作用下，纺丝细流被高倍拉伸而细旦化，消除了细流进入凝固浴液面之间的膨胀体，纤维表面光滑而无沟槽褶皱。因此，用干喷湿纺纺丝法生产出的原丝经炭化处理后，纤维比表面积较小。平滑的的表面与基体树脂的锚定效应较差，从而导致用这种碳纤维生产出的复合材料的层间剪切强度（ilss）降低，不能达到实用设计的要求。碳纤维表面处理的目的就是将碳纤维憎液性表面变为亲液性，以改善其与基体树脂的两相界面粘接，从而提高复合材料的层间剪切强度。通常未经表面处理碳纤维层间剪切强度大约为55～75mpa，经表面处理后可提高到90mpa以上，这样就能满足设计要求了。对于用湿法纺丝生产的碳纤维（其纤维表面有沟槽，如t300）来说，不经表面处理生产复合材料影响还不是很大，但对于用干喷湿纺纺丝法生产出的碳纤维，由于其表面过于光滑，虽然拉伸强度有了较大提高，但如果不经过表面处理，其层间剪切强度太低，在生产复合材料时，碳纤维与基体树脂界面很难粘接好，从而严重影响复合材料的性能。阳极电解氧化法是目前国内外通用的碳纤维表面处理方法之一，也是在线配套最好的处理方法。该方法的优点是：阳极氧化易于控制，可实现每根单丝均匀氧化；氧化缓和，操作弹性大，易于大量处理，氧化后碳纤维自身拉伸强度的下降幅度可控，不会对碳纤维造成重大损伤；处理效果显著，在其表面引入含氧、含氮等活性官能团，可使碳纤维复合材料的层间剪切强度提高到90mpa以上，满足了设计要求。

2、传统的在线表面处理设备有“v”型和“一”字型两种。其中“v”型电解槽的一个结构单元是通过一个导辊将碳纤维压入电解质溶液，阴极板平行于碳纤维两侧，以此形式形成电解质回路，根据表面处理需要，多组这种结构单元组成工业化电解槽。这种形式的电解槽可以在有限的空间内获得更长的表面处理停留时间，有利于实现需要较长停留时间的处理工艺，但其槽体深，一旦出现断丝不容易处理，电化学两极产生的气泡不容易迅速排出，容易阻碍阳极表面的电解反应速率，影响改性效果。此外，槽内至少需要一个导辊，导辊材质和机构均需耐腐蚀，否则极易出现故障。“一”字型电解槽则是通过两个导辊将碳纤维压入电解槽中，阴极板平行于碳纤维水平放置于电解槽底部，水平结构降低了液面所需高度，出现故障更容易处理，两极产生的气泡也容易排出，但其所需要的空间较大，同样存在浸入液面的导辊。这两种电解槽均含有将碳纤维压入液面的导辊，其耐腐要求增加了其材质及结构的复杂性，而且导辊过多会在生产过程中造成对碳纤维不必要的损伤。

技术实现思路

1、本技术要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种降低碳纤维强度损失、表面处理均匀、循环稳定的用于碳纤维碳丝溢流式表面处理装置。

2、本技术要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种用于碳纤维碳丝溢流式表面处理装置，包括电解槽、阴极板以及两根阳极导丝辊，阴极板设置在电解槽内，两根阳极导丝辊设置在电解槽两端，碳纤维丝束绕过两根阳极导丝辊作为电解表面处理的阳极，其特点是：电解槽的两端设有溢流口，两个溢流口的下沿等高设置，在两个溢流口之间形成溢流液面，碳纤维丝束由上述两溢流口穿过并浸入溢流液面以下进行表面电解处理，电解槽的两端与液流口对应的设置有两个溢流槽，两个溢流槽均通过溢流导管与蓄液槽连通，电解槽设有循环进液口，循环进液口与蓄液槽之间连接有进液管路，在上述进液管路上装有循环泵。

3、本技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，进液管路上装有调节阀。

4、本技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，阳极导丝辊为石墨辊，高度上下可调设置。

5、本技术与现有技术相比，通过调节进出电解槽的碳纤维丝束的高度及电解液溢流液面高度，使得被处理的碳纤维丝束在电解槽内无导辊的情况下浸没在电极槽的液面下连续运行，导电的碳纤维丝束利用oh-放电产生的新生态氧对碳纤维表面碳原子进行氧化，生成含氧官能团，以提高复合材料的层间剪切强度。从而实现碳纤维表面的阳极氧化处理。由于电解槽内无导向辊，减少了导丝辊对碳纤维的摩擦，降低了碳纤维强度损失的可能性，也不存在导丝辊内部机构被电解液腐蚀的可能，设备的使用寿命大大延长。

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【技术保护点】

1.一种用于碳纤维碳丝溢流式表面处理装置，包括电解槽、阴极板以及两根阳极导丝辊，阴极板设置在电解槽内，两根阳极导丝辊设置在电解槽两端，碳纤维丝束绕过两根阳极导丝辊作为电解表面处理的阳极，其特征在于：电解槽的两端设有溢流口，两个溢流口的下沿等高设置，在两个溢流口之间形成溢流液面，碳纤维丝束由上述两溢流口穿过并浸入溢流液面以下进行表面电解处理，电解槽的两端与液流口对应的设置有两个溢流槽，两个溢流槽均通过溢流导管与蓄液槽连通，电解槽设有循环进液口，循环进液口与蓄液槽之间连接有进液管路，在上述进液管路上装有循环泵。

2.根据权利要求1所述的用于碳纤维碳丝溢流式表面处理装置，其特征在于：进液管路上装有调节阀。

3.根据权利要求1所述的用于碳纤维碳丝溢流式表面处理装置，其特征在于：阳极导丝辊为石墨辊，高度上下可调设置。

【技术特征摘要】

1.一种用于碳纤维碳丝溢流式表面处理装置，包括电解槽、阴极板以及两根阳极导丝辊，阴极板设置在电解槽内，两根阳极导丝辊设置在电解槽两端，碳纤维丝束绕过两根阳极导丝辊作为电解表面处理的阳极，其特征在于：电解槽的两端设有溢流口，两个溢流口的下沿等高设置，在两个溢流口之间形成溢流液面，碳纤维丝束由上述两溢流口穿过并浸入溢流液面以下进行表面电解处理，电解槽的两端与液流口对应的设...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兴苗，郑江文，于素梅，
申请(专利权)人：江苏鹰游纺机有限公司，
类型：新型
国别省市：