[发明专利]制备中间相沥青基碳纤维的多流道均压混合纺丝组件

说明书

本发明提供的制备中间相沥青基碳纤维的多流道均压混合纺丝组件，括原料进口板，原料进口板的下方依次布置有圆环形混合多孔板、集合分散板、混合多孔板、混合分配板、喷丝板和组件外套。熔融聚合物进入组件后，首先进过同心圆迷宫型S型结构的流道，使得进入纺丝组件的熔融聚合物在此进行了初步的混合；其次再通过一系列圆孔形混合流道的分散、集合、混流等流动过程，使其进一步混合均匀；最后在通过多层过滤网，使其内部残余气泡破裂，大粒径颗粒细化、让熔融聚合物的混合更均匀；从而使纺出的纤维品质提高，纤维性能的一致性和纺丝过程的稳定性得到改善。

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及制备中间相沥青基碳纤维的多流道均压混合纺丝组件。

背景技术

碳纤维具有密度小，强度大，模量高，导热好的优点，是先进复合材料最重要的增强体，是高新科技领域中新型工业材料的典型代表，经过几十年的发展历程，逐渐形成了以聚丙烯腈碳纤维为主的高强碳纤维和中间相沥青基高模碳纤维。由于石墨晶体结构沿纤维轴高度取向，中间相沥青基碳纤维具有高模量，高导热的特点，加上其具有负的热膨胀系数，故其特别适合用于制备高导热以及对尺寸稳定精度高的复合材料，应用于卫星，导弹及太空温差大的环境。

现有的技术通过可纺中间相沥青制备碳纤维长丝，但是合成的中间相沥青原料是混合物，其中有各种的轻组分，以及在合成和调制中间相沥青原料时混入的其他微量杂质，因而在纺丝过程中会出现流道堵塞、断丝频繁，性能不稳，丝径不一等缺陷。现有的纺丝组件功能单一，结构简单，无法解决原料中的上述问题，不能进一步提高碳纤维的品质，很难满足现有的国内军工航空航天及民用市场对高性能碳纤维的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供制备中间相沥青基碳纤维的多流道均压混合纺丝组件，解决了现有纺丝组件在纺丝过程中出现的流道堵塞、断丝频繁、性能不稳和丝径不一的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供的制备中间相沥青基碳纤维的多流道均压混合纺丝组件，包括原料进口板，原料进口板的下方依次布置有圆环形混合多孔板、集合分散板、混合多孔板、混合分配板和喷丝板，其中，原料进口板上开设有原料进口流道，原料进口板和圆环形混合多孔板之间设置有S型结构的流道；圆环形混合多孔板和集合分散板之间设置有圆柱形结构的第一空腔；集合分散板和混合多孔板之间设置有圆锥形结构第二空腔；混合多孔板和混合分配板之间设置有圆柱形结构的第三空腔，混合分配板和喷丝板之间设置有圆锥形结构的的第四空腔；集合分散板和混合多孔板之间设置有第一过滤网，混合多孔板和混合分配板之间设置有第二过滤网，混合分配板和喷丝板之间设置有第三过滤网。

优选地，原料进口板的一端端面上以原料进口流道为中心向外延伸开设有三个环形槽，分别为第一环形槽、第二环形槽和第三环形槽，其中，第三环形槽的槽宽大于第二环形槽和第一环形槽的槽宽。

优选地，圆环形混合多孔板的一端端面设置有三个圆环形结构的凸台，所述凸台与原料进口板上的三个环形槽内相配合形成S型结构的流道；

圆环形混合多孔板上开设有与原料进口板上的第三环形槽位置相对应的呈环形阵列布置的第一圆孔形混合流道；所述第一圆孔形混合流道用于连通S型结构的流道和第一空腔。

优选地，集合分散板的一端端面上开设有圆柱结构的第一凹槽；集合分散板的另一端端面上开设有圆锥结构的第二凹槽，第一凹槽和第二凹槽之间通过开设在集合分散板中心位置的第二圆孔形混合流道连通。

优选地，混合多孔板上开设有呈环形阵列布置的第三圆孔形混合流道。

优选地，混合分配板的上端面和混合多孔板的下端面之间形成有圆柱形结构的第三空腔；混合分配板的下端端面是圆锥形结构的第三凹槽，混合分配板中心开设有呈圆形阵列布置的第四圆孔形混合流道。