[实用新型]一种预氧纤维织物碳化生产设备系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种织物碳化的生产设备系统。

背景技术

预氧丝是将高性能的聚丙烯腈纤维的热缩性线形大分子链转化为非塑性耐热梯形结构，使其在碳化温度下不溶不燃、保持纤维形态，热力学处于稳定形态的纤维，最后经碳化转化为具有乱层石墨结构的碳纤维。目前较多使用的是碳纤维或石墨纤维的小丝束或大丝束经过织造和整理制得碳纤维产品，用于航天、航空、电子、机械、化工、防火、体育器材等诸多领域。以具有可纺性的预氧丝(单纤维)为原料进行纺纱、织造、染整，然后再进行碳化处理得到碳纤维纺织面料，可用于防火服饰、防火内饰(汽车内饰、船舶内饰)、医药卫生等，进一步扩大碳纤维的应用范围和领域。然而目前国内外预氧纤维织物的碳化工艺设备发展不成熟，只能用于低等级用途。

发明内容

为了克服现有技术工艺的不足，本实用新型提供了一种预氧纤维织物碳化生产设备系统，该设备系统能够制造出含碳量高的碳纤维织物面料。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：将可纺性预氧纤维进行纺纱织造形成预氧纤维织物后，再对织物进行碳化处理使纤维转化为具有乱层石墨结构的碳纤维织物。

整个系统按照预氧纤维织物碳化过程的温度控制分为三段，每段设置一个碳化炉，每段四个区，共12个区；碳化炉内的预氧纤维织物沿碳化炉内导布及张力单元形成的路线运行；碳化炉内依据预氧纤维织物运行线路分为第一区、第二区、第三区、第四区这四个区，每个区内设置充排氮单元、加热单元、温控单元；所述的温控单元控制每个区内温度均匀；所述的加热单元控制预氧纤维织物的含湿量；所述的充排氮单元控制氮气的流向、流速、流量；导布及张力单元控制织物的张力、速度。

工艺步骤为：将预氧纤维织物送入耐高温的碳化炉内，沿炉内导布及张力单元形成的路线运行；预氧纤维织物在每个段区的具体工艺参数控制如下：

第一段：温度范围为：300-450℃

第一区：330-350℃

第二区：360-380℃

第三区：400-420℃

第四区：430-450℃

织物张力：

经向张力：140-160KG

纬向张力：40-60KG

充氮量：换气次数180-220次/小时

织物运行速度：0.8-1.2米/分

第二段：温度范围为：450-600℃

第一区：480-500℃

第二区：515-530℃

第三区：560-580℃

第四区：580-600℃

织物张力：

经向张力：140-160KG

纬向张力：40-60KG

充氮量：换气次数180-220次/小时

织物运行速度：0.8-1.2米/分

第三段：温度范围为：600-750℃

第一区：630-650℃

第二区：660-680℃

第三区：710-720℃

第四区：730-750℃

织物张力：

经向张力：140-160KG

纬向张力：40-60KG

充气量：换气次数280-320次/小时

织物运行速度：0.8-1.2米/分

利用本工艺设备系统碳化后的氧纤维织物含碳量可达80-90％。而目前普通工艺碳化后的氧纤维织物含碳量为40-50％。

本实用新型的有益效果是：本实用新型预氧纤维织物的碳化工艺设备系统，制造出含碳量高的碳纤维织物面料。可用于体育用品、耐火材料甚至是航空航天民用等低质高强材料。

附图说明

图1为本实用新型工艺设备系统原理图。

图中：1.第一段，2.第二段，3.第三段，4.碳化炉，5.第一区，6.第二区，7.第三区，8.第四区，9.充排氮单元，10.加热单元，11.温控单元，12.导布及张力单元，13.织物运行线路。

具体实施方式

本实用新型工艺设备的具体实施例如附图所示，具体工艺步骤为：

整个预氧纤维织物碳化过程按温度分为三段，每段设置一个碳化炉，每段四个区，共12个区。

将预氧纤维织物送入耐高温的碳化炉内，沿炉内导布及张力单元形成的路线运行；炉内依据织物运行线路分为第一区、第二区、第三区、第四区这四个区，每个区内设置充排氮单元、加热单元、温控单元；温控单元控制每个区内温度均匀；加热单元控制预氧丝织物的含湿量；充排氮单元控制氮气的流向、流速、流量；导布及张力单元控制织物的张力、速度。