一种碳纤维平面织物表面连续化除胶处理系统及方法

本发明涉及碳纤维平面织物处理，具体涉及一种碳纤维平面织物表面连续化除胶处理系统及方法。

背景技术：

1、这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

2、碳纤维是高性能复合材料中的关键增强材料，可广泛应用于树脂基、金属基或者陶瓷基复合材料的制备领域，由于碳纤维在成品出厂过程中为了保证纤维表面的质量稳定性，而且在生产过程中为了保证其单丝纤维在运输或者存储过程中不发生接触损伤，往往需要对纤维进行有机物涂覆或者上浆物质涂覆保护处理。而这种上浆物质(称为上浆剂)在后续复合材料的加工过程中往往会出现与基体物质类型不符合的诸多问题，从而导致界面的结合性能差，不能有效发挥增强碳纤维自身的力学性能。所以在碳纤维的使用之前，往往需要对纤维进行除胶处理。

3、传统的除胶处理方式包括气相氧化法和液相氧化法，而气相氧化法一般采用高温介质(高温炉、远红外辐射加热器等)对纤维进行外部加热处理，从而将上浆剂涂层从碳纤维表面去除，这种方式除胶效率低，而且高温炉要保证稳定的高温环境一般需要进行密闭设计，因此在连续化碳纤维除胶要求下，往往无法满足，而且对于热能的损耗也相对较大。

4、液相氧化法是将碳纤维浸入含有强氧化剂的溶液中进行表面氧化处理，常用的氧化剂有高锰酸钾、硝酸、硫酸钾等，这种除胶方式工序复杂，而且强氧化剂对于连续化装备的腐蚀和生产过程中的人身安全威胁都相对较大。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种碳纤维平面织物表面连续化除胶处理系统，克服了传统的气相氧化法和液相氧化法所存在的缺陷，且适用于碳纤维产品的生产线。

2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

3、本发明的实施例提供了一种碳纤维平面织物表面连续化除胶处理系统，包括：

4、除胶装置：包括除胶箱，除胶箱内设有第一传送组件，第一传送组件包括多个阳极导杆和阴极辊筒，阴极辊筒与第一转动驱动机构连接以实现对碳纤维织物的传送，阳极导杆与阴极辊筒接入供电电路中；

5、清洗装置：包括清洗槽，清洗槽内设有第二传送组件以接收第一传送组件送出的碳纤维织物并对碳纤维织物进一步传送，清洗槽内还设有超声振动机构；

6、烘干装置：包括烘干箱，烘干箱内设有第三传送组件以接收第二传送组件送出的碳纤维织物，烘干箱内还设有烘干机构。

7、可选的，沿碳纤维织物的传送方向，除胶箱内部空间的两个端部均设有阳极导杆，两个端部的阳极导杆之间设有上层阴极辊筒和下层阴极辊筒，且沿碳纤维织物的传送方向，上层和下层的多个阴极辊筒交错设置。

8、可选的，阳极导杆和阴极辊筒通过电压调节装置接入供电电路中。

9、可选的，所述除胶箱连接有抽气装置以抽出除胶箱内产生的废气。

10、可选的，所述阳极导杆采用纯铜或石墨或黄铜或钢或钨合金材料制成，所述阴极辊筒采用镀铬不锈钢或钛合金材料制成。

11、可选的，所述第二传送组件包括设置在清洗槽内部的上层传送辊和下层传送辊，上层传送辊和下层传送辊与第二传动驱动机构连接以实现转动，沿碳纤维织物的传送方向，上层传送辊和下层传送辊交错设置；

12、进一步的，所述清洗槽的进料端上方设置有进料导向辊，出料端上方设置有出料导向辊。

13、可选的，所述清洗槽内部还设置有恒温加热机构以调节其内部的去离子水温度。

14、可选的，所述第三传送组件包括沿碳纤维织物传送方向设置的多个传动辊筒，传动辊筒与第三转动驱动机构连接，传动辊筒采用空心结构，其内部设置有加热元件。

15、可选的，所述烘干机构包括位于第二传送组件上方和下方的风管，风管设有多个朝向第三传送组件的风口，风管与烘干风机连接。

16、第二方面，本发明的实施例提供了一种碳纤维平面织物表面连续化除胶处理系统的方法，阴极辊筒对绕在其表面的碳纤维织物进行传送，同时供电电路通电后对碳纤维织物进行电加热，将碳纤维织物表面的上浆有机涂层进行熔化裂解，实现除胶，在阴极辊筒的作用下，除胶后的碳纤维织物进入第二传送组件进行传送，并在清洗槽内通过超声振动机构进行超声清洗，清洗后的碳纤维织物进入第三传送组件，并在烘干箱内利用烘干机构进行烘干，烘干后由第三传送组件送出。

17、本发明的有益效果如下：

18、1.本发明的除胶处理系统，设置有阳极导杆和阴极辊筒，阳极导杆和阴极辊筒接入供电电路中，阴极辊筒能够在第一转动驱动机构的带动下转动，对碳纤维织物进行传送的同时，利用碳纤维织物自身导电的特性，供电电路通电后碳纤维织物自身能够发出热量，对其表面的上浆有机涂层进行快速熔化裂解，实现除胶，克服了传统的除胶方式需要封闭环境且热能消耗较大的缺陷，而且无需强氧化剂，避免了对系统装置的腐蚀和操作人员的人身安全的威胁，同时除胶装置结合清洗装置和烘干装置使用，清洗装置能够去除上浆有机涂层的熔化裂解产物，并利用烘干机构对碳纤维织物进行烘干，保证除胶纤维织物的表面清洁性，对于后续的碳纤维织物的表面处理和界面性能优化奠定了原料质量基础。

19、2.本发明的除胶处理系统，通过阴极辊筒，第二传送组件和第三传送组件的设置，能够实现碳纤维织物的自动传送，实现了连续性除胶，适用于碳纤维产品的生产线使用。

20、3.本发明的除胶处理系统，沿碳纤维织物的传送方向，上下层阴极辊筒错开设置，上下层传送辊错开设置，延长了碳纤维织物在除胶箱和清洗槽内的行进距离，保证了除胶和清洗效果。

技术特征：

1.一种碳纤维平面织物表面连续化除胶处理系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种碳纤维平面织物表面连续化除胶处理系统，其特征在于，沿碳纤维织物的传送方向，除胶箱内部空间的两个端部均设有阳极导杆，两个端部的阳极导杆之间设有上层阴极辊筒和下层阴极辊筒，且沿碳纤维织物的传送方向，上层和下层的多个阴极辊筒交错设置。

3.如权利要求1所述的一种碳纤维平面织物表面连续化除胶处理系统，其特征在于，阳极导杆和阴极辊筒通过电压调节装置接入供电电路中。

4.如权利要求1所述的一种碳纤维平面织物表面连续化除胶处理系统，其特征在于，所述除胶箱连接有抽气装置以抽出除胶箱内产生的废气。

5.如权利要求1所述的一种碳纤维平面织物表面连续化除胶处理系统，其特征在于，所述阳极导杆采用纯铜或石墨或黄铜或钢或钨合金材料制成，所述阴极辊筒采用镀铬不锈钢或钛合金材料制成。

6.如权利要求1所述的一种碳纤维平面织物表面连续化除胶处理系统，其特征在于，所述第二传送组件包括设置在清洗槽内部的上层传送辊和下层传送辊，上层传送辊和下层传送辊与第二传动驱动机构连接以实现转动，沿碳纤维织物的传送方向，上层传送辊和下层传送辊交错设置；

7.如权利要求1所述的一种碳纤维平面织物表面连续化除胶处理系统，其特征在于，所述清洗槽内部还设置有恒温加热机构以调节其内部的去离子水温度。

8.如权利要求1所述的一种碳纤维平面织物表面连续化除胶处理系统，其特征在于，所述第三传送组件包括沿碳纤维织物传送方向设置的多个传动辊筒，传动辊筒与第三转动驱动机构连接，传动辊筒采用空心结构，其内部设置有加热元件。

9.如权利要求1所述的一种碳纤维平面织物表面连续化除胶处理系统，其特征在于，所述烘干机构包括位于第三传送组件上方和下方的风管，风管设有多个朝向第三传送组件的风口，风管与烘干风机连接。

10.一种权利要求1-9任一项所述的碳纤维平面织物表面连续化除胶处理系统的方法，其特征在于，阴极辊筒对绕在其表面的碳纤维织物进行传送，同时供电电路通电后对碳纤维织物进行电加热，将碳纤维织物表面的上浆有机涂层进行熔化裂解，实现除胶，在阴极辊筒的作用下，除胶后的碳纤维织物进入第二传送组件进行传送，并在清洗槽内通过超声振动机构进行超声清洗，清洗后的碳纤维织物进入第三传送组件，并在烘干箱内利用烘干机构进行烘干，烘干后由第三传送组件送出。

技术总结
本发明涉及一种碳纤维平面织物表面连续化除胶处理系统及方法，包括：除胶装置：包括除胶装置：包括除胶箱，除胶箱内设有第一传送组件，第一传送组件包括多个阳极导杆和阴极辊筒，阴极辊筒与第一转动驱动机构连接以实现对碳纤维织物的传送，阳极导杆与阴极辊筒接入供电电路中；清洗装置：包括清洗槽，清洗槽内设有第二传送组件以接收除胶机构送出的碳纤维织物并对碳纤维织物进一步传送，清洗槽内还设有超声振动机构；烘干装置：包括烘干箱，烘干箱内设有第三传送组件以接收第二传送组件送出的碳纤维织物，烘干箱内还设有烘干机构，采用本发明的系统克服了现有除胶装置所存在的缺陷。

技术研发人员：袁晓敏,曹伟伟,王永伟,周亮,朱波
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1