[实用新型]大丝束碳纤维电解表面处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及碳纤维生产领域，特别是涉及一种大丝束碳纤维电解表面处理装置。

背景技术

碳纤维是一种含碳量在93%以上的新型非金属材料，具有质量轻、强度高、模量高、耐高温、耐腐蚀等优异性能。碳纤维增强树脂基复合材料作为一种高性能先进复合材料，广泛应用于国防战略、武器装备、航天航空和民用领域，并且发挥着重要的作用。

在碳纤维生产过程中，为提高其抗拉强度，会尽量避免表面缺陷的产生，因此它的表面光滑，比表面积小，表面能低，表面呈现化学惰性，从而导致碳纤维与基体树脂的润湿性差，结合力弱，复合材料的层间剪切强度低，达不到使用的设计要求。因此需要对碳纤维进行表面处理。与小丝束碳纤维相比，大丝束碳纤维在降低复合材料成本上具有显著优势，大丝束碳纤维的表面处理难度较大，其原因是大丝束碳纤维存在分散、扩幅难以达到进行表面处理所需的均匀度。

国内外对大丝束碳纤维的应用才刚刚起步，有关大丝束碳纤维的电化学表面处理的技术较少。大丝束碳纤维的应用主要存在丝束碳纤维丝束较粗不宜展开，内部浸润性差，单丝间容易产生孔隙。因此，需要一种能够将大丝束碳纤维的薄层化后进行电解表面处理的装置。

实用新型内容

（一）要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供将一种用于对大丝束碳纤维进行表面电解处理的装置，以提高大丝束的性能。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供大丝束碳纤维电解表面处理装置，包括

放丝机，所述放丝机包括支架和放丝卷，所述放丝卷由支架支撑安装在工作台上，放丝卷放出待处理的丝束；

收丝机，所述收丝机包括加热辊、压辊组、气压控制柜和收丝卷，所述加热辊加热丝束，所述压辊组由间隙设置的主动压辊和从动压辊组成，所述主动压辊与气压控制柜连接，所述收丝卷收卷丝束；

依次安装在所述放丝机与收丝机之间的扩幅单元、电解单元、水洗单元；所述扩幅单元用于将丝束铺展为薄层丝束；所述电解单元包括电解槽、两根导电辊和石墨板，所述导电辊分别安装在电解槽的两边上方位置，所述石墨板安装在电解槽中，电解槽中装有电解液用于电解处理丝束；所述水洗单元包括水洗槽和喷淋头；所述喷淋头安装在水洗槽与收丝机之间的上方位置。

其中，所述扩幅单元包括多辊机械式扩幅单元，所述多辊机械式扩幅单元包括两个张力控制装置、异型辊组合和电机及电子控速单元，所述两个张力控制装置分别安装在异型辊组合的左右两侧；所述异型辊组合由三个等径异型辊组成，其中两个异型辊水平放置，另一个异型辊设置在两水平异型辊中间下侧。

其中，所述张力控制装置由从动辊、主动辊和张力测定控制系统组成；所述从动辊间隙设置在主动辊上侧，从动辊与张力测定控制系统连接；所述张力测定控制系统由力传感器和与从动辊相连接的调节器组成，所述调节器与从动辊连接，所述力传感器设置在调节器的上端。

其中，所述扩幅单元包括摆动杆式扩幅单元，所述摆动杆式扩幅单元包括两个固定杆、摆动杆、连杆和微型电机，所述两个固定杆平行放置；所述摆动杆设在两个固定杆的中间上侧；所述摆动杆通过连杆与微型电机连接。

其中，所述扩幅单元包括超声波分散扩幅单元，包括超声波分散槽、超声波发生器和两个导向辊组成，所述超声波分散槽装有液体介质，液体介质底部设有超声波发生器，所述导向辊安装在超声波分散槽中。

其中，所述电解单元还包括多个导向辊，所述导向辊安装在所述电解槽中；所述水洗单元还包括多个导向辊，所述导向辊分别安装在所述水洗槽中以及喷淋头下方位置。

其中，所述电解单元还包括电解液循环槽，所述电解液循环槽与电解槽通过泵连通；所述水洗单元还包括水洗循环槽，所述水洗循环槽通过泵与水洗槽连通。

其中，还包括电气控制柜，所述电气控制柜控制整个装置工作。

其中，所述水洗单元使用的水为二次蒸馏水。

（三）有益效果

本实用新型提供的大丝束碳纤维电解表面处理装置，利用电解槽、阴极板、导电辊组成的电解单元进行电解处理，经过处理后的碳纤维丝束通过水洗浸润后，由收丝机进行加热干燥后收丝，最终获得比表面积大、表面能高，表面化学惰性减弱，提高碳纤维基体与树脂间的界面结合能力，使复合材料的综合性能得到显著提高。通过扩幅单元将大丝束均匀的分散开，有利于碳纤维表面与电解液及水洗槽中的水接触，更好的进行电解处理和水洗浸润，增强处理效果。

附图说明

图1为实施例1的正视图；

图2为实施例1的俯视图；