一種用于碳纖維的碳納米管敷設裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種敷設裝置，具體講涉及一種用于碳纖維的碳納米管敷設裝置。
【背景技術】
[0002]碳纖維是一種直徑范圍在6?8 μ m的連續(xù)細絲材料，是近幾十年發(fā)展起來的一種新型材料。用碳纖維和高性能的樹脂基體復合而成的先進樹脂基復合材料是目前用得最多，也是最重要的一種結構復合材料
[0003]碳納米管在纖維樹脂基復合材料的增強增韌方面應用很廣。一般從三個維度觀察復合材料的破壞，即宏觀、亞微觀及微觀維度。從宏觀維度講，材料的層間破壞主要受到層間斷裂韌性的影響，在此維度下碳納米管主要通過基體的非彈性形變、纖維-基體的界面脫粘等機制對復合材料性能的影響；從亞微觀維度講，復合材料的層間韌性和層間維度與材料中橫向裂紋和纖維的局部脫粘相關，在這一維度下碳納米管主要通過碳管拔出、橋聯等作用對復合材料性能產生影響；從微觀維度講，樹脂基體的性能例如韌性影響著復合材料的層間性能，從這一維度講，碳納米管主要通過裂紋終止、裂紋鈍化、裂紋偏轉及引發(fā)塑形變形等機理對復合材料增強增韌。
[0004]大量文獻研究指出，添加到復合材料的纖維表面的碳納米管可以提高纖維增強復合材料的性能，尤其是對纖維和基體的界面相和基體主導區(qū)的面外性能有極大改善，例如層間斷裂韌性、粘結強度、界面剪切強度IFSS及抗疲勞能力的改進，并且碳納米管可以作為應變和破壞傳感器去監(jiān)控纖維增強復合材料的局部應變、微觀裂縫的起源、破壞累積以實現健康安全監(jiān)控的能力。
[0005]目前，主要采用以下幾種方法將碳納米管負載到碳纖維表面:
[0006]1、用含有碳納米管的稀的聚合物膠料涂覆到碳纖維表面；
[0007]2、用化學氣相沉積法直接在纖維表面生長碳納米管；
[0008]3、將官能化的碳納米管通過化學反應接枝到纖維表面；
[0009]4、用電泳法在纖維表面沉積碳納米管。
[0010]但是，上述方法存在以下兩個問題:
[0011]1、對碳纖維造成傷害，使纖維表面產生缺陷，影響纖維的拉伸性能；
[0012]2、并不適用于工業(yè)化應用。
[0013]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種簡單有效并且能夠工業(yè)化應用的將碳納米管負載到碳纖維表面的裝置。
【實用新型內容】
[0014]為了解決上述問題，本實用新型提供了一種用于碳纖維的碳納米管敷設裝置，結構簡單，便于操作，極大提高了碳納米管負載到碳纖維表面的效率。
[0015]本實用新型的目的是采用下述技術方案實現的:
[0016]本實用新型提供的一種用于碳纖維的碳納米管敷設裝置，所述裝置包括碳納米管輸送栗1、載流氣壓縮機3、工作室8和防塵罩11，所述工作室8設置在防塵罩11中，所述工作室8與防塵罩11兩端沿同一軸線分別對應設有碳纖維絲束出入口 10 ;其改進之處在于:所述工作室8腔壁分別設有氣化噴嘴5、高壓風力噴射機構7和收集機構9，所述氣化噴嘴5通過管道分別與所述碳納米管輸送栗I和載流氣壓縮機3連接。
[0017]本實用新型提供的第一優(yōu)選技術方案為，所述氣化噴嘴5通過載流氣體導管2與載流氣壓縮機3連接，所述載流氣體導管2上設有載流氣壓力調節(jié)閥4。
[0018]本實用新型提供的第二優(yōu)選技術方案為，所述氣化噴嘴5上分別設有氣化噴嘴壓力調節(jié)閥6和壓力傳感器13，所述氣化噴嘴5垂直于所述碳纖維絲束出入口 10的開口方向，所述氣化噴嘴5的噴射范圍為小于等于120°扇形面。
[0019]本實用新型提供的第三優(yōu)選技術方案為，所述高壓風力噴射機構7的數量大于1，且間隔設置在所述工作室8相對的腔壁；所述高壓風力噴射機構7垂直于所述碳纖維絲束出入口 10的開口方向，所述高壓風力噴射機構7的噴射范圍為小于等于120°扇形面。
[0020]本實用新型提供的第四優(yōu)選技術方案為，所述工作室8內位于碳纖維絲束出入口10內側對應設有垂直于所述碳纖維絲束出入口 10開口方向的擋板12，所述擋板12設有與碳纖維絲束出入口 10位于同一軸線的間隙，所述間隙的高度等于碳纖維絲束出入口 10的高度。
[0021]本實用新型提供的第五優(yōu)選技術方案為，所述工作室8為立式或臥式，所述工作室8與防塵罩11之間設有工作室支架14。
[0022]本實用新型提供的第六優(yōu)選技術方案為，所述載流氣壓力調節(jié)閥4的壓力調節(jié)范圍為 0.5MPa ?2MPa。
[0023]本實用新型提供的第七優(yōu)選技術方案為，所述氣化噴嘴壓力調節(jié)閥6的壓力調節(jié)范圍為0.5MPa?3MPa。
[0024]本實用新型提供的第八優(yōu)選技術方案為，所述高壓風力噴射機構7的風速為1m/s ?15m/ s ο
[0025]與最接近的現有技術比，本實用新型具有如下有益效果:
[0026]1、本實用新型提供的用于碳纖維的碳納米管敷設裝置，結構簡單，便于操作，極大提高了碳納米管負載到碳纖維表面的效率。
[0027]2、本實用新型提供的用于碳纖維的碳納米管敷設裝置，碳納米管在工作室中得到很好的分散，可以有效沉積到通過工作室的碳纖維表面。
[0028]3、本實用新型提供的用于碳纖維的碳納米管敷設裝置，能夠在碳纖維生產線上進行連續(xù)生產運行，操作簡單，實用性強，生產成本低。
[0029]4、本實用新型提供的用于碳纖維的碳納米管敷設裝置，沉積到工作室腔壁的碳納米管可通過收集機構收集再次利用。
[0030]5、本實用新型提供的用于碳纖維的碳納米管敷設裝置，在工作中碳納米管揚塵可以被擋板遮擋，消弱碳納米管揚塵向環(huán)境擴散；同時在工作室外部的防塵罩可以進一步減弱碳納米管揚塵向周圍環(huán)境擴散，保證了工作區(qū)域環(huán)境的潔凈。
【附圖說明】
[0031]圖1是:本實用新型提供的用于碳纖維的碳納米管敷設裝置的結構示意圖；
[0032]其中:1、碳納米管輸送栗；2、載流氣體導管；3、載流氣壓縮機；4、載流氣壓力調節(jié)閥；5、氣化噴嘴；6、氣化噴嘴壓力調節(jié)閥；7、高壓風力噴射機構；8、工作室；9、收集機構；10、碳纖維絲束出入口 ；11、防塵罩；12、擋板；13、壓力傳感器；14、工作室支架。
【具體實施方式】
[0033]為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做進一步的詳細說明。
[0034]本實施例以用于碳纖維的碳納米管敷