一种连续生产压电纤维的装置及方法与流程

本发明属于功能性材料生产技术领域，涉及一种连续生产压电纤维的装置，本发明还涉及一种连续生产压电纤维的方法。

背景技术：

随着科学技术的发展，对压电器的性能和形状要求越来越高，随之便产生了压电纤维，压电纤维作为一种新型的压电材料，具有柔性大、质量小、适合贴附于表面、较高的机电耦合系数以及抗破坏能力强等优点。在压电纤维的生产过程中，为了保证其压电性能的发挥，极化是必不可少的一道工序。现有的压电纤维生产与极化过程分为两个过程，不能将同时进行，生产过程复杂，效率低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种连续生产压电纤维的装置，解决了现有技术中存在的不能将压电纤维生产与极化同时进行的问题。

本发明的另一目的是提供一种连续生产压电纤维的方法，该方法简单易操作，可以同时进行压电纤维的生产和极化。

本发明所采用的技术方案是，一种连续生产压电纤维的装置，包括依次连接的熔融纺丝装置、水冷却罗拉、温度控制罗拉和极化装置，熔融纺丝装置包括纺丝箱体，纺丝箱体上表面连接有料斗，纺丝箱体的端部连接有喷丝头，极化装置包括极化池，极化池中装有硅油，硅油中平行设置有两个相对的高压电极板，两个高压电极板之间形成纤维行进通道，纤维行进通道靠近纺丝箱体一端设置有慢速罗拉、另一端设置有快速罗拉，极化池底部设置有加热装置，一个高压电极板接地，另一个高压电极板连接有静电发生器。

本发明的特点还在于：

还包括收集辊，收集辊位于极化池远离温度控制罗拉的一侧。

极化池底部设置有隔层，加热装置放置于隔层中。

本发明采用的另一技术方案是：一种连续生产压电纤维的方法，采用权利要求1-3任一项的一种连续生产压电纤维的装置，按照如下步骤实现：

步骤1、对压电材料进行干燥处理；

步骤2、启动加热装置，将硅油加热至75-85℃，并保持恒温，调节快速罗拉和慢速罗拉的转速比为4-6:1，调节两个高压电极板之间的电压差为12-14KV；

步骤3、将步骤1得到的压电材料投入料斗中，熔融纺丝装置将压电材料进行纺丝，纤维通过喷丝头喷出；

步骤4、喷丝头喷出的纤维经过水冷却罗拉进行冷却，然后再通过温度控制罗拉将经冷却的纤维调节至极化所需温度，最后经慢速罗拉通过极化池的纤维行进通道；

步骤5、浸泡于硅油中的两个高压电极板对纤维进行极化，快速罗拉和慢速罗拉对纤维进行牵伸，得到压电纤维；

步骤6、利用收集辊将经步骤5得到的压电纤维进行收集。

本发明另一技术方案的特点还在于：

步骤1中干燥处理的温度为120℃，时间为6h。

本发明的有益效果是：

(1)本发明一种连续生产压电纤维的装置使得压电纤维的生产与极化一体化，同时自动化程度高，极化效率高，良品率高，收集方便；

(2)本发明一种连续生产压电纤维的装置结构简单，体积小，重量轻，安装方便；

(3)本发明一种连续生产压电纤维的装置，极化池中以硅油作为介质，当纤维放在两高压电极之间时，避免了在空气容易击穿的问题；

(4)本发明一种连续生产压电纤维的装置，极化装置中位于高压电极板两侧的快速罗拉和慢速罗拉对聚合物纤维进行牵伸，聚合物纤维在极化装置中边牵伸边极化有利于聚合物纤维的晶相转变。

附图说明

图1是本发明一种连续生产压电纤维的装置的结构示意图图。

图中，1.料斗，2.纺丝箱体，3.喷丝头，4.水冷却罗拉，5.温度控制罗拉，6.加热装置，7.高压电极板，8.纤维，9.极化池，10.静电发生器，11.收集辊。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种连续生产压电纤维的装置，如图1所示，包括依次连接的熔融纺丝装置、水冷却罗拉4、温度控制罗拉5、极化装置和收集辊11，熔融纺丝装置包括纺丝箱体2，纺丝箱体2上表面连接有料斗1，纺丝箱体2的端部连接有喷丝头3，极化装置包括极化池，极化池中装有硅油，硅油中平行设置有两个相对的高压电极板7，两个高压电极板7之间形成纤维行进通道，纤维行进通道靠近纺丝箱体2一端设置有慢速罗拉、另一端设置有快速罗拉，极化池底部设置有隔层，隔层放置有加热装置6，一个高压电极板7接地，另一个高压电极板7连接有静电发生器10，收集辊11位于极化池远离温度控制罗拉5的一侧。

本发明一种连续生产压电纤维的装置中熔融纺丝装置制取的纤维具有很好的抗燃性和耐药性，水冷却罗拉4用于冷却经熔融纺丝装置制取的纤维，温度控制罗拉5用于将纤维温度调节至极化所需温度，极化装置用于对纤维进行极化，设置于高压电极板7两侧的快速罗拉和慢速罗拉用于牵伸纤维，使纤维边牵伸边极化，有利于纤维的晶相转变，将高压电极板7置于硅油中避免了在空气中容易击穿的问题，收集辊11用于将生产极化后的纤维进行收集。

本发明一种连续生产压电纤维的方法，采用本发明一种连续生产压电纤维的装置，按照如下步骤实现：

步骤1、对压电材料在120℃温度下干燥处理6h；

步骤2、启动加热装置(6)，将硅油加热至75-85℃，并保持恒温，调节快速罗拉和慢速罗拉的转速比为4-6:1，调节两个高压电极板(7)之间的电压差为12-14KV；

步骤3、将步骤1得到的压电材料投入料斗(1)中，熔融纺丝装置将压电材料进行纺丝，纤维通过喷丝头(3)喷出；

步骤4、喷丝头(3)喷出的纤维经过水冷却罗拉(4)进行冷却，然后再通过温度控制罗拉(5)将经冷却的纤维调节至极化所需温度，最后经慢速罗拉通过极化池的纤维行进通道；

步骤5、浸泡于硅油中的两个高压电极板(7)对所述纤维进行极化，快速罗拉和慢速罗拉对纤维进行牵伸，得到压电纤维；

步骤6、利用收集辊(11)将经步骤5得到的压电纤维进行收集。

本发明一种连续生产压电纤维的方法，使得压电纤维的生产、极化和收集一体化，自动化程度高，极化效率高。