一种制备高强高模长丝用的小型实验牵伸机的制作方法

本发明涉及一种制备高强高模长丝纤维材料后加工拉伸用的小型实验设备，主要用于pps、pes、peek等高性能特种长丝及涤纶、丙纶、锦纶等改性高强高模长丝的小型实验研制设备。

背景技术：

纤维获得高强高模的基本要求是：该纤维的分子量要足够大，分子链紧密堆砌，并且严格沿纤维方向完美排列。而这种结构模型只有在二种极端情况下才能实现，即非常刚性的分子和柔性的分子。刚性分子不易折叠，分子会自然充分伸展，加工过程中沿作用力方向择优取向，形成平行链，特别是如果分子间作用力很强，形成液晶单元；非极性的柔性链高分子，由于分子间作用力非常小，容易伸展并取向。常规长丝主要是通过大分子链达到理想的伸直状态来实现的。

高强高模长丝纤维材料的制得往往是将初生纤维在后道拉伸过程中，经多级拉伸得以实现。但在实验室，尤其是高校，由于受到场地、工程实验等条件的限制，往往不能像在企业那样配备多级拉伸的中试设备，为了制得与规模化生产相接近的小试实验产品，本申请研制了能制备高强高模长丝用的小型实验牵伸机。本发明由此产生。

技术实现要素：

针对现有技术的上述技术问题，为了实现常规化纤长丝产品的高强高模性能，本发明的目的是提供一种制备高强高模长丝用的小型实验牵伸机，其具有操作简便，更经济，易于推广等优点，适合高校及科研院所对各类新型纤维的开发研究。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种制备高强高模长丝用的小型实验牵伸机，包括加热装置，所述加热装置的两侧分别安装有左牵伸装置和右牵伸装置，所述左牵伸装置的一侧安装有左导丝装置和左绕丝装置，所述右牵伸装置的一侧安装有右导丝装置和右绕丝装置。

所述的加热装置包括热箱和加热辊，所述热箱的两侧均设有导丝辊，所述加热辊的下方设有导丝辊，所述加热箱的外侧设有手柄。

所述的热箱包括热箱上盖和热箱下盖，所述的热箱上盖两侧设有手柄，所述的热箱上盖和热箱下盖均设有槽，闭合时，所述的槽形成线槽，工作时，长丝从线槽内通过。

所述热箱上盖的槽内设有氮气通入孔，所述氮气通入孔外接通氮装置。

所述的加热辊设有热辊外罩。

所述左牵伸装置和右牵伸装置的结构相同，包括牵伸盘，所述牵伸盘的上方设有导轮，所述的导轮上设有若干个光滑的凹槽，且导轮的两侧分别设有导丝辊和传动辊。

所述左导丝装置和右导丝装置的结构相同，包括底座，所述的底座上设有滑槽，所述的滑槽内设有导丝头，所述导丝头沿滑槽活动。

本发明的有益效果如下：

本发明制备高强高模长丝用的小型实验牵伸机，通过设定一定长度的初生纤维，在左牵伸装置和右牵伸装置之间进行往复多次拉伸，从而使纤维达到高强高模的目的。本发明具有操作简便，更经济，易于推广等优点，适合高校及科研院所对各类新型纤维的开发研究。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中的加热装置的结构示意图；

图3为本发明中的左牵伸装置的结构示意图；

图4为本发明中的左导丝装置的结构示意图；

其中，1为加热装置、11为加热辊、12为导丝辊、13为手柄、14为热箱上盖、15为热箱下盖、16为槽、17为氮气通入孔、18为热辊外罩、2为左牵伸装置、21为牵伸盘、22为导轮、23为凹槽、3为右牵伸装置、4为左导丝装置、41为底座、42为滑槽、43为导丝头、5为左绕丝装置、6为右导丝装置、7为右绕丝装置。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1-4所示，本发明制备高强高模长丝用的小型实验牵伸机，包括加热装置1，加热装置1的两侧分别安装有左牵伸装置2和右牵伸装置3，左牵伸装置2的一侧安装有左导丝装置4和左导丝装置5，右牵伸装置3的一侧安装有右导丝装置6和右绕丝装置7。

进一步设置的：

本发明中的加热装置1包括热箱和加热辊11，加热辊11设有热辊外罩18，起安全保护作用。热箱的两侧均设有导丝辊12，加热辊11的下方设有导丝辊12，热箱包括热箱上盖14和热箱下盖15，热箱上盖14左右两侧均设有手柄13，以方便热箱上盖14上下翻合，热箱上盖14和热箱下盖15均设有槽16，热箱上盖14的槽16内设有两个氮气通入孔17，两个孔的方向分别朝线槽两端，氮气通入孔17外接通氮装置，当实验时开启氮气使纤维在高温下不易被氧化。闭合时，槽16形成线槽，工作时，长丝从线槽内通过。

左牵伸装置2和右牵伸装置3的结构相同，包括牵伸盘21，牵伸盘21为冷盘，牵伸盘21的上方设有导轮22，导轮22上设有若干个光滑的凹槽23，本实施例中为8个光滑的凹槽23，且导轮22的两侧分别设有导丝辊12和传动辊13，用于绕多圈丝束时分丝用。

左导丝装置4和右导丝装置6的结构相同，包括底座41，底座41上设有滑槽42，滑槽42内设有导丝头43，夹头43沿滑槽42活动。

左绕丝装置5和右绕丝装置7的最大动程为10-20cm，可根据需要进行设定其动程大小；横动速度则根据绕丝线速度调节。

本发明制备高强高模长丝用的小型实验牵伸机的使用方法如下：

实施例1

初生纤维的规格为：500dtex/96fpps长丝，

物理指标为：

强度：1.89cn/dtex

伸度：133.43％

采用热箱加热拉伸，设定工艺参数如下：

固定丝束长度：1000m

拉伸速度：160m/min

拉伸温度：180℃

采用3.5个往复拉伸，拉伸倍数分别设定如下：

dr1＝1.2、dr2＝1.15、dr3＝1.1、dr4＝1.1、dr5＝1.05、dr6＝1.05、dr7＝1.05，总拉伸倍数＝1.2×1.15×1.1×1.1×1.05×1.05×1.05＝1.933

采用以上多级拉伸，使纤维的拉伸倍数达到1.933，比常规一次的最高拉伸倍数1.71(常规纤维一般最高拉伸位数＝(原丝伸长+100)/100×1.05×0.7)提高了13％，最终强度达到4.01cn/dtex[常规拉伸强度为3.5左右]，同时被免了因一次拉伸易导致纤维产生毛丝的现象，且达不到这么高的拉伸倍数。

实施例2

初生纤维的规格为：600dtex/96fpes长丝

物理指标为：

强度：1.55cn/dtex

伸度：143.33％

采用热辊加热拉伸，设定工艺参数如下：

固定丝束长度：1000m

拉伸速度：130m/min

拉伸温度：200℃

采用4.5个往复拉伸，拉伸倍数分别设定如下：

dr1＝1.2、dr2＝1.15、dr3＝1.1、dr4＝1.1、dr5＝1.05、dr6＝1.05、dr7＝1.05、dr7＝1.05，总拉伸倍数＝1.2×1.15×1.1×1.1×1.05×1.05×1.05×1.05＝2.03。

采用以上多级拉伸，使纤维的拉伸倍数达到2.03，比常规一次的最高拉伸倍数1.79[常规纤维一般最高拉伸位数＝(原丝伸长+100)/100×1.05×0.7]提高了13.41％，最终强度达到3.01cn/dtex(常规拉伸强度为2.5左右)，同时被免了因一次拉伸易导致纤维产生毛丝现象，且达不到这么高的拉伸倍数。

上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。