本發(fā)明涉及碳纖維原絲紡絲設(shè)備，具體涉及一種碳纖維原絲干噴濕法紡絲凝固設(shè)備及工藝。
背景技術(shù)：
1、干噴濕法紡絲是碳纖維生產(chǎn)中的一種新型紡絲技術(shù)，相較于傳統(tǒng)的濕法紡絲和干法紡絲，該方法結(jié)合了二者的優(yōu)點(diǎn)。該工藝的基本原理是先將聚合物溶液通過(guò)噴絲頭噴出形成細(xì)長(zhǎng)的纖維，然后引導(dǎo)這些纖維進(jìn)入凝固浴中進(jìn)行凝固。干噴濕法的關(guān)鍵在于，纖維在噴出時(shí)首先與空氣接觸，部分溶劑迅速蒸發(fā)，形成初步的固體形態(tài)，隨后再進(jìn)入凝固浴中完成進(jìn)一步的凝固過(guò)程。這種方式不僅能有效提高纖維的均勻性和穩(wěn)定性，還能控制纖維的直徑和結(jié)構(gòu)，使其具備更好的力學(xué)性能。
2、隨著對(duì)碳纖維需求的增加，干噴濕法紡絲在提高生產(chǎn)效率和降低成本方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高產(chǎn)量生產(chǎn)，并且通過(guò)調(diào)節(jié)噴絲參數(shù)、凝固浴成分以及溫度等條件，可以精確控制纖維的物理化學(xué)性質(zhì)。此外，干噴濕法紡絲還可減少環(huán)境污染，因?yàn)樗梢栽谳^低的溶劑使用量下完成生產(chǎn)。
3、近年來(lái)，隨著材料科學(xué)及紡織工程的不斷進(jìn)步，干噴濕法紡絲技術(shù)正逐步成熟，為碳纖維的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了新的動(dòng)力。通過(guò)優(yōu)化工藝條件和材料配方，預(yù)計(jì)未來(lái)該技術(shù)將在高性能碳纖維的制造中發(fā)揮更加重要的作用，為各個(gè)行業(yè)帶來(lái)更為廣泛的應(yīng)用前景。
4、在專利（申請(qǐng)?zhí)枮椋篶n201110155854.3），公開(kāi)了一種聚丙烯腈碳纖維原絲的制備方法，將丙烯腈與共聚組分進(jìn)行多元溶液共聚，形成分子結(jié)構(gòu)相對(duì)均一可控的聚合物紡絲原液，該紡絲原液經(jīng)過(guò)脫單、脫泡、過(guò)濾，采用干噴濕紡工藝制備聚丙烯腈碳纖維原絲。該方法的關(guān)鍵技術(shù)在于在干濕法噴絲組件上加裝貯氣盒，該貯氣盒與凝固浴液面將干噴濕紡的空氣層形成一個(gè)密閉空間，在此空間中持續(xù)通入氨氣與空氣層中的紡絲液細(xì)流進(jìn)行氣液反應(yīng)。利用本發(fā)明制備的聚丙烯腈原絲截面規(guī)整，缺陷少，密度不低于1.187g/cm3，碳化后密度不低于1.79g/cm3，強(qiáng)度不低于5.1gpa，彈性模量280~300gpa。
5、該專利與現(xiàn)有技術(shù)在實(shí)際使用過(guò)程中存在以下技術(shù)問(wèn)題：
6、現(xiàn)有的設(shè)備在進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，控溫系統(tǒng)在將紡絲液輸送至計(jì)量泵內(nèi)，與將紡絲液噴出時(shí)，此時(shí)的溫度較難控制，一旦溫度出現(xiàn)偏差，則會(huì)導(dǎo)致整個(gè)工藝難以生產(chǎn)出。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于：為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種碳纖維原絲干噴濕法紡絲凝固設(shè)備及工藝。
2、本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的具體采用以下技術(shù)方案：
3、一種碳纖維原絲干噴濕法紡絲凝固設(shè)備及工藝，包括紡絲液儲(chǔ)存罐，所述紡絲液儲(chǔ)存罐的一側(cè)設(shè)置有控溫系統(tǒng)，所述控溫系統(tǒng)包括控溫系統(tǒng)一與控溫系統(tǒng)二；
4、所述紡絲液儲(chǔ)存罐的底部固定安裝有輸送泵，所述輸送泵與控溫系統(tǒng)一之間通過(guò)輸送管道連接，所述控溫系統(tǒng)一能夠回水與進(jìn)水，所述控溫系統(tǒng)一的一側(cè)設(shè)置有計(jì)量泵，所述計(jì)量泵設(shè)置有若干組，所述控溫系統(tǒng)一通過(guò)輸送管道與計(jì)量泵連通；
5、所述計(jì)量泵的一側(cè)設(shè)置有精密過(guò)濾器，所述計(jì)量泵通過(guò)輸送管道與精密過(guò)濾器連通，所述精密過(guò)濾器通過(guò)輸送管道與控溫系統(tǒng)二固定連通，所述控溫系統(tǒng)二的一側(cè)固定連通有噴絲板，所述噴絲板的下方設(shè)置有凝固浴液槽。
6、進(jìn)一步地，所述輸送管道的內(nèi)部設(shè)置有壓力監(jiān)測(cè)器，所述壓力監(jiān)測(cè)器與輸送泵電性連接，所述壓力監(jiān)測(cè)器用于監(jiān)測(cè)輸送管道的壓力。
7、進(jìn)一步地，所述輸送管道的直徑在dn100到dn300，管徑較大，保證紡絲液均勻溫度穩(wěn)定。
8、進(jìn)一步地，所述控溫系統(tǒng)一的一側(cè)設(shè)置有溫度監(jiān)測(cè)器，所述溫度監(jiān)測(cè)器與控溫系統(tǒng)一電性連接。
9、進(jìn)一步地，所述溫度監(jiān)測(cè)器用于對(duì)輸送管道的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
10、進(jìn)一步地，所述計(jì)量泵的數(shù)量根據(jù)工業(yè)化線設(shè)計(jì)一般為50~80個(gè)，精確將定量紡絲液加壓經(jīng)過(guò)精密過(guò)濾器輸送至噴絲板，確保每一束纖維的旦數(shù)是均勻一致的，每一個(gè)計(jì)量泵對(duì)應(yīng)一個(gè)噴絲板，對(duì)應(yīng)一束纖維。
11、進(jìn)一步地，所述精密過(guò)濾器一般過(guò)濾精度小于3微米，阻止雜志進(jìn)入噴絲板，造成生產(chǎn)異常。
12、進(jìn)一步地，所述噴絲板與凝固浴液槽之間具有一定的間距。
13、進(jìn)一步地，一種碳纖維原絲干噴濕法紡絲凝固工藝，具體工藝為：
14、s1、首先、將紡絲液注入之紡絲液儲(chǔ)存罐的內(nèi)部，同時(shí)將凝固浴液槽內(nèi)注入凝固浴液，隨后通過(guò)輸送泵輸送至控溫系統(tǒng)一；
15、s2、由于溫度在生產(chǎn)過(guò)程中，需要保證溫度溫度，控溫系統(tǒng)一則會(huì)對(duì)輸送至器內(nèi)部的紡絲液進(jìn)行溫度控制，待調(diào)整至合適溫度后，輸送至計(jì)量泵內(nèi)；
16、s3、待通過(guò)計(jì)量泵的定量，使紡絲液加壓后輸送至精密過(guò)濾器的內(nèi)部，經(jīng)過(guò)精密過(guò)濾器過(guò)濾后，進(jìn)入控溫系統(tǒng)二內(nèi)；
17、s4、最后控溫系統(tǒng)二進(jìn)一步控制紡絲液的溫度，確保紡絲液進(jìn)入噴絲板前的溫度均勻穩(wěn)定，隨后紡絲液通過(guò)噴絲板噴入凝固浴液槽內(nèi)的凝固浴液內(nèi)得到纖維。
18、本發(fā)明的有益效果如下：
19、1、本發(fā)明通過(guò)精確控制紡絲液的成分和溫度，能夠?qū)崿F(xiàn)高強(qiáng)度、高模量的碳纖維生產(chǎn)。穩(wěn)定的工藝條件使得纖維的物理特性更加一致，減少了缺陷的發(fā)生，采用自動(dòng)化的計(jì)量和溫控系統(tǒng)，能顯著提高生產(chǎn)效率，減少人工干預(yù)，更高的生產(chǎn)效率意味著單位時(shí)間內(nèi)能生產(chǎn)更多的纖維，滿足市場(chǎng)需求，降低單位產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，通過(guò)優(yōu)化工藝條件，如降低溶劑使用量和廢棄物處理，能夠有效降低生產(chǎn)成本。
20、2、本發(fā)明通過(guò)設(shè)置的溫度傳感器能夠持續(xù)對(duì)輸送管道內(nèi)的溫度進(jìn)行控制，通過(guò)溫度的反饋來(lái)調(diào)節(jié)控溫系統(tǒng)的給水與回水，保證輸送均勻穩(wěn)定恒定可控。
1.一種碳纖維原絲干噴濕法紡絲凝固設(shè)備，包括紡絲液儲(chǔ)存罐（1），其特征在于，所述紡絲液儲(chǔ)存罐（1）的一側(cè)設(shè)置有控溫系統(tǒng)（2），所述控溫系統(tǒng)（2）包括控溫系統(tǒng)一（21）與控溫系統(tǒng)二（22）；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維原絲干噴濕法紡絲凝固設(shè)備，其特征在于，所述輸送管道（4）的內(nèi)部設(shè)置有壓力監(jiān)測(cè)器，所述壓力監(jiān)測(cè)器與輸送泵（3）電性連接，所述壓力監(jiān)測(cè)器用于監(jiān)測(cè)輸送管道（4）的壓力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維原絲干噴濕法紡絲凝固設(shè)備，其特征在于，所述輸送管道（4）的直徑在dn100到dn300，管徑較大，保證紡絲液均勻溫度穩(wěn)定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維原絲干噴濕法紡絲凝固設(shè)備，其特征在于，所述控溫系統(tǒng)一（21）的一側(cè)設(shè)置有溫度監(jiān)測(cè)器，所述溫度監(jiān)測(cè)器與控溫系統(tǒng)一（21）電性連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維原絲干噴濕法紡絲凝固設(shè)備，其特征在于，所述溫度監(jiān)測(cè)器用于對(duì)輸送管道（4）的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維原絲干噴濕法紡絲凝固設(shè)備，其特征在于，所述計(jì)量泵（5）的數(shù)量根據(jù)工業(yè)化線設(shè)計(jì)一般為50~80個(gè)，精確將定量紡絲液加壓經(jīng)過(guò)精密過(guò)濾器（6）輸送至噴絲板（7），確保每一束纖維的旦數(shù)是均勻一致的，每一個(gè)計(jì)量泵（5）對(duì)應(yīng)一個(gè)噴絲板（7），對(duì)應(yīng)一束纖維。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維原絲干噴濕法紡絲凝固設(shè)備，其特征在于，所述精密過(guò)濾器（6）一般過(guò)濾精度小于3微米，阻止雜志進(jìn)入噴絲板（7），造成生產(chǎn)異常。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維原絲干噴濕法紡絲凝固設(shè)備，其特征在于，所述噴絲板（7）與凝固浴液槽（8）之間具有一定的間距。
9.一種使用權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)碳纖維原絲干噴濕法紡絲凝固工藝，其特征在于，具體工藝為：