[发明专利]碳纳米管纤维的拉拔系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及对碳纳米管纤维的处理，具体地，涉及一种对碳纳米管纤维进行拉拔 的拉拔系统和拉拔方法。

背景技术

碳纳米管纤维在具有高强、轻质、高导电等多种优点，作为一种新型材料有管饭的 应用空间。目前市场上出售的碳纳米管纤维，因其致密程度不高，尚不能充分发挥碳纳米管 的优异特性。

因此，如何提碳纳米管纤维的致密性成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳纳米管纤维的拉拔系统和拉拔方法，利用所述拉拔 系统可以使得所述碳纳米管纤维更加致密。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供一种碳纳米管纤维的拉拔系统， 其中，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。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，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。

作为本发明的另一个方面，提供一种利用本发明所提供的上述拉拔系统对碳纳米 管纤维的进行拉拔的方法，其中，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。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，所述方法还包括在最后一个拉拔周期中进行的：