本發(fā)明涉及一種制備高強高模長絲纖維材料后加工拉伸用的小型實驗設(shè)備，主要用于pps、pes、peek等高性能特種長絲及滌綸、丙綸、錦綸等改性高強高模長絲的小型實驗研制設(shè)備。

背景技術(shù)：

纖維獲得高強高模的基本要求是：該纖維的分子量要足夠大，分子鏈緊密堆砌，并且嚴格沿纖維方向完美排列。而這種結(jié)構(gòu)模型只有在二種極端情況下才能實現(xiàn)，即非常剛性的分子和柔性的分子。剛性分子不易折疊，分子會自然充分伸展，加工過程中沿作用力方向擇優(yōu)取向，形成平行鏈，特別是如果分子間作用力很強，形成液晶單元；非極性的柔性鏈高分子，由于分子間作用力非常小，容易伸展并取向。常規(guī)長絲主要是通過大分子鏈達到理想的伸直狀態(tài)來實現(xiàn)的。

高強高模長絲纖維材料的制得往往是將初生纖維在后道拉伸過程中，經(jīng)多級拉伸得以實現(xiàn)。但在實驗室，尤其是高校，由于受到場地、工程實驗等條件的限制，往往不能像在企業(yè)那樣配備多級拉伸的中試設(shè)備，為了制得與規(guī)?；a(chǎn)相接近的小試實驗產(chǎn)品，本申請研制了能制備高強高模長絲用的小型實驗牽伸機。本發(fā)明由此產(chǎn)生。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的上述技術(shù)問題，為了實現(xiàn)常規(guī)化纖長絲產(chǎn)品的高強高模性能，本發(fā)明的目的是提供一種制備高強高模長絲用的小型實驗牽伸機，其具有操作簡便，更經(jīng)濟，易于推廣等優(yōu)點，適合高校及科研院所對各類新型纖維的開發(fā)研究。

為達到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種制備高強高模長絲用的小型實驗牽伸機，包括加熱裝置，所述加熱裝置的兩側(cè)分別安裝有左牽伸裝置和右牽伸裝置，所述左牽伸裝置的一側(cè)安裝有左導絲裝置和左繞絲裝置，所述右牽伸裝置的一側(cè)安裝有右導絲裝置和右繞絲裝置。

所述的加熱裝置包括熱箱和加熱輥，所述熱箱的兩側(cè)均設(shè)有導絲輥，所述加熱輥的下方設(shè)有導絲輥，所述加熱箱的外側(cè)設(shè)有手柄。

所述的熱箱包括熱箱上蓋和熱箱下蓋，所述的熱箱上蓋兩側(cè)設(shè)有手柄，所述的熱箱上蓋和熱箱下蓋均設(shè)有槽，閉合時，所述的槽形成線槽，工作時，長絲從線槽內(nèi)通過。

所述熱箱上蓋的槽內(nèi)設(shè)有氮氣通入孔，所述氮氣通入孔外接通氮裝置。

所述的加熱輥設(shè)有熱輥外罩。

所述左牽伸裝置和右牽伸裝置的結(jié)構(gòu)相同，包括牽伸盤，所述牽伸盤的上方設(shè)有導輪，所述的導輪上設(shè)有若干個光滑的凹槽，且導輪的兩側(cè)分別設(shè)有導絲輥和傳動輥。

所述左導絲裝置和右導絲裝置的結(jié)構(gòu)相同，包括底座，所述的底座上設(shè)有滑槽，所述的滑槽內(nèi)設(shè)有導絲頭，所述導絲頭沿滑槽活動。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明制備高強高模長絲用的小型實驗牽伸機，通過設(shè)定一定長度的初生纖維，在左牽伸裝置和右牽伸裝置之間進行往復多次拉伸，從而使纖維達到高強高模的目的。本發(fā)明具有操作簡便，更經(jīng)濟，易于推廣等優(yōu)點，適合高校及科研院所對各類新型纖維的開發(fā)研究。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中的加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中的左牽伸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明中的左導絲裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1為加熱裝置、11為加熱輥、12為導絲輥、13為手柄、14為熱箱上蓋、15為熱箱下蓋、16為槽、17為氮氣通入孔、18為熱輥外罩、2為左牽伸裝置、21為牽伸盤、22為導輪、23為凹槽、3為右牽伸裝置、4為左導絲裝置、41為底座、42為滑槽、43為導絲頭、5為左繞絲裝置、6為右導絲裝置、7為右繞絲裝置。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于此。

如圖1-4所示，本發(fā)明制備高強高模長絲用的小型實驗牽伸機，包括加熱裝置1，加熱裝置1的兩側(cè)分別安裝有左牽伸裝置2和右牽伸裝置3，左牽伸裝置2的一側(cè)安裝有左導絲裝置4和左導絲裝置5，右牽伸裝置3的一側(cè)安裝有右導絲裝置6和右繞絲裝置7。

進一步設(shè)置的：

本發(fā)明中的加熱裝置1包括熱箱和加熱輥11，加熱輥11設(shè)有熱輥外罩18，起安全保護作用。熱箱的兩側(cè)均設(shè)有導絲輥12，加熱輥11的下方設(shè)有導絲輥12，熱箱包括熱箱上蓋14和熱箱下蓋15，熱箱上蓋14左右兩側(cè)均設(shè)有手柄13，以方便熱箱上蓋14上下翻合，熱箱上蓋14和熱箱下蓋15均設(shè)有槽16，熱箱上蓋14的槽16內(nèi)設(shè)有兩個氮氣通入孔17，兩個孔的方向分別朝線槽兩端，氮氣通入孔17外接通氮裝置，當實驗時開啟氮氣使纖維在高溫下不易被氧化。閉合時，槽16形成線槽，工作時，長絲從線槽內(nèi)通過。

左牽伸裝置2和右牽伸裝置3的結(jié)構(gòu)相同，包括牽伸盤21，牽伸盤21為冷盤，牽伸盤21的上方設(shè)有導輪22，導輪22上設(shè)有若干個光滑的凹槽23，本實施例中為8個光滑的凹槽23，且導輪22的兩側(cè)分別設(shè)有導絲輥12和傳動輥13，用于繞多圈絲束時分絲用。

左導絲裝置4和右導絲裝置6的結(jié)構(gòu)相同，包括底座41，底座41上設(shè)有滑槽42，滑槽42內(nèi)設(shè)有導絲頭43，夾頭43沿滑槽42活動。

左繞絲裝置5和右繞絲裝置7的最大動程為10-20cm，可根據(jù)需要進行設(shè)定其動程大?。粰M動速度則根據(jù)繞絲線速度調(diào)節(jié)。

本發(fā)明制備高強高模長絲用的小型實驗牽伸機的使用方法如下：

實施例1

初生纖維的規(guī)格為：500dtex/96fpps長絲，

物理指標為：

強度：1.89cn/dtex

伸度：133.43％

采用熱箱加熱拉伸，設(shè)定工藝參數(shù)如下：

固定絲束長度：1000m

拉伸速度：160m/min

拉伸溫度：180℃

采用3.5個往復拉伸，拉伸倍數(shù)分別設(shè)定如下：

dr1＝1.2、dr2＝1.15、dr3＝1.1、dr4＝1.1、dr5＝1.05、dr6＝1.05、dr7＝1.05，總拉伸倍數(shù)＝1.2×1.15×1.1×1.1×1.05×1.05×1.05＝1.933

采用以上多級拉伸，使纖維的拉伸倍數(shù)達到1.933，比常規(guī)一次的最高拉伸倍數(shù)1.71(常規(guī)纖維一般最高拉伸位數(shù)＝(原絲伸長+100)/100×1.05×0.7)提高了13％，最終強度達到4.01cn/dtex[常規(guī)拉伸強度為3.5左右]，同時被免了因一次拉伸易導致纖維產(chǎn)生毛絲的現(xiàn)象，且達不到這么高的拉伸倍數(shù)。

實施例2

初生纖維的規(guī)格為：600dtex/96fpes長絲

物理指標為：

強度：1.55cn/dtex

伸度：143.33％

采用熱輥加熱拉伸，設(shè)定工藝參數(shù)如下：

固定絲束長度：1000m

拉伸速度：130m/min

拉伸溫度：200℃

采用4.5個往復拉伸，拉伸倍數(shù)分別設(shè)定如下：

dr1＝1.2、dr2＝1.15、dr3＝1.1、dr4＝1.1、dr5＝1.05、dr6＝1.05、dr7＝1.05、dr7＝1.05，總拉伸倍數(shù)＝1.2×1.15×1.1×1.1×1.05×1.05×1.05×1.05＝2.03。

采用以上多級拉伸，使纖維的拉伸倍數(shù)達到2.03，比常規(guī)一次的最高拉伸倍數(shù)1.79[常規(guī)纖維一般最高拉伸位數(shù)＝(原絲伸長+100)/100×1.05×0.7]提高了13.41％，最終強度達到3.01cn/dtex(常規(guī)拉伸強度為2.5左右)，同時被免了因一次拉伸易導致纖維產(chǎn)生毛絲現(xiàn)象，且達不到這么高的拉伸倍數(shù)。

上述實施例僅用于解釋說明本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思，而非對本發(fā)明權(quán)利保護的限定，凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明進行非實質(zhì)性的改動，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護范圍。