[发明专利]碳纳米管纤维的拉拔系统和方法

权利要求书

1.一种碳纳米管纤维的拉拔系统，其特征在于，所述拉拔系统包括：

至少一对绕丝辊，各对所述绕丝辊中的一者用于缠绕待拉拔的碳纳米管纤维，成对的 所述绕丝辊中的另一者用于缠绕拉拔后的碳纳米管纤维；

至少一个拉拔模具，每对所述绕丝辊对应一个或多个所述拉拔模具，所述拉拔模具能 够设置在相应的一对所述绕丝辊的两个所述绕丝辊之间，所述拉拔模具包括模具本体，所 述模具本体上形成有贯穿该模具本体的模孔，所述模孔的直径小于所述待拉拔碳纳米管纤 维的直径；和

定型液喷涂机构，所述定型液喷涂机构能够设置在所述拉拔模具和用于缠绕拉拔后的 碳纳米管的绕丝辊之间，且所述定型液喷涂机构能够向拔后的碳纳米管上喷涂定型液。

2.根据权利要求1所述的拉拔系统，其特征在于，所述拉拔系统还包括传感器、控制器 和驱动电机，所述驱动电机用于驱动成对的所述绕丝辊同步地转动，所述控制器的输入端 与所述传感器的输出端相连，所述控制器的输出端与所述驱动电机的控制端相连，所述传 感器用于检测连接在成对的所述绕丝辊之间的纤维上的张力，当所述张力超过预定值时生 成感应信号，所述控制器接收到所述感应信号时生成控制信号，所述控制信号能够调节所 述驱动电机减速。

3.根据权利要求1或2所述的拉拔系统，其特征在于，所述拉拔系统还包括预处理装置， 所述预处理装置能够对所述待拉拔的碳纳米管纤维的端部进行预处理，以使得所述待拉拔 的碳纳米管纤维的端部的直径减小。

4.根据权利要求1或2所述的拉拔系统，其特征在于，所述拉拔系统还包括加热组件，所 述加热组件用于设置在所述定型液喷涂机构和用于缠绕拉拔后的碳纳米管的绕丝辊之间。

5.一种利用权利要求1至4中任意一项所述的拉拔系统对碳纳米管纤维的进行拉拔的 方法，其特征在于，对于每对所述绕丝辊，其中一个所述绕丝辊上缠绕有所述待拉拔的碳纳 米管纤维，所述方法包括至少一个道次的拉拔周期，每个所述拉拔周期包括：

从成对的所述绕丝辊中缠绕有所述待拉拔的碳纳米管纤维的一者上拾取所述待拉拔 的碳纳米管纤维的自由端，并将所述自由端穿过相应所述拉拔模具的模孔，并固定在成对 的所述绕丝辊中的另一者上；

驱动成对的所述绕丝辊同步地转动；

所述方法还包括在最后一个道次的拉拔周期中：

向拔后的碳纳米管上喷涂定型液。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在驱动所述成对的所述绕丝辊同步地转动 的步骤中，所述绕丝辊的转动速度设置为使得所述碳纳米管纤维的线速度为20毫米/分钟 至100毫米/分钟。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，在每个所述拉拔周期中，所述待拉拔的 碳纳米管纤维的直径至少比相应的所述模孔的直径大2至4微米。

8.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述方法包括三个道次的拉拔周期；

第一个道次的拉拔周期中，所述碳纳米管纤维的线速度为40毫米/分钟至60毫米/分 钟；

在第二个道次的拉拔周期中，所述碳纳米管纤维的线速度为20毫米/分钟至40毫米/分 钟；

在第三个道次的拉拔周期中，所述碳纳米管纤维的线速度为10毫米/分钟至20毫米/分 钟。

9.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述方法包括在第一个道次的拉拔周 期之前进行的：

对所述碳纳米管纤维的端部进行预处理，以使得预处理后的所述碳纳米管纤维的端部 的直径不小于第一个道次的所述拉拔模具的模孔的孔径。

10.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述方法包括多个道次的拉拔周期， 所述方法包括在相邻两个道次的拉拔周期之间进行的：

控制所述绕丝辊反转；和/或，

所述方法还包括：

检测成对的所述绕丝辊之间的碳纳米管纤维受到的张力，当所述张力大于预定值时， 控制所述绕丝辊减速。

11.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在最后一个拉拔周期 中进行的：

对喷涂有定型液的碳纳米管纤维进行烘干，烘干温度为100℃至200℃。