本發明涉及一種制備高強高模長絲纖維材料后加工拉伸用的小型實驗設備，主要用于pps、pes、peek等高性能特種長絲及滌綸、丙綸、錦綸等改性高強高模長絲的小型實驗研制設備。

背景技術：

纖維獲得高強高模的基本要求是：該纖維的分子量要足夠大，分子鏈緊密堆砌，并且嚴格沿纖維方向完美排列。而這種結構模型只有在二種極端情況下才能實現，即非常剛性的分子和柔性的分子。剛性分子不易折疊，分子會自然充分伸展，加工過程中沿作用力方向擇優取向，形成平行鏈，特別是如果分子間作用力很強，形成液晶單元；非極性的柔性鏈高分子，由于分子間作用力非常小，容易伸展并取向。常規長絲主要是通過大分子鏈達到理想的伸直狀態來實現的。

高強高模長絲纖維材料的制得往往是將初生纖維在后道拉伸過程中，經多級拉伸得以實現。但在實驗室，尤其是高校，由于受到場地、工程實驗等條件的限制，往往不能像在企業那樣配備多級拉伸的中試設備，為了制得與規模化生產相接近的小試實驗產品，本申請研制了能制備高強高模長絲用的小型實驗牽伸機。本發明由此產生。

技術實現要素：

針對現有技術的上述技術問題，為了實現常規化纖長絲產品的高強高模性能，本發明的目的是提供一種制備高強高模長絲用的小型實驗牽伸機，其具有操作簡便，更經濟，易于推廣等優點，適合高校及科研院所對各類新型纖維的開發研究。

為達到上述目的，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種制備高強高模長絲用的小型實驗牽伸機，包括加熱裝置，所述加熱裝置的兩側分別安裝有左牽伸裝置和右牽伸裝置，所述左牽伸裝置的一側安裝有左導絲裝置和左繞絲裝置，所述右牽伸裝置的一側安裝有右導絲裝置和右繞絲裝置。

所述的加熱裝置包括熱箱和加熱輥，所述熱箱的兩側均設有導絲輥，所述加熱輥的下方設有導絲輥，所述加熱箱的外側設有手柄。

所述的熱箱包括熱箱上蓋和熱箱下蓋，所述的熱箱上蓋兩側設有手柄，所述的熱箱上蓋和熱箱下蓋均設有槽，閉合時，所述的槽形成線槽，工作時，長絲從線槽內通過。

所述熱箱上蓋的槽內設有氮氣通入孔，所述氮氣通入孔外接通氮裝置。

所述的加熱輥設有熱輥外罩。

所述左牽伸裝置和右牽伸裝置的結構相同，包括牽伸盤，所述牽伸盤的上方設有導輪，所述的導輪上設有若干個光滑的凹槽，且導輪的兩側分別設有導絲輥和傳動輥。

所述左導絲裝置和右導絲裝置的結構相同，包括底座，所述的底座上設有滑槽，所述的滑槽內設有導絲頭，所述導絲頭沿滑槽活動。

本發明的有益效果如下：

本發明制備高強高模長絲用的小型實驗牽伸機，通過設定一定長度的初生纖維，在左牽伸裝置和右牽伸裝置之間進行往復多次拉伸，從而使纖維達到高強高模的目的。本發明具有操作簡便，更經濟，易于推廣等優點，適合高校及科研院所對各類新型纖維的開發研究。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明中的加熱裝置的結構示意圖；

圖3為本發明中的左牽伸裝置的結構示意圖；

圖4為本發明中的左導絲裝置的結構示意圖；

其中，1為加熱裝置、11為加熱輥、12為導絲輥、13為手柄、14為熱箱上蓋、15為熱箱下蓋、16為槽、17為氮氣通入孔、18為熱輥外罩、2為左牽伸裝置、21為牽伸盤、22為導輪、23為凹槽、3為右牽伸裝置、4為左導絲裝置、41為底座、42為滑槽、43為導絲頭、5為左繞絲裝置、6為右導絲裝置、7為右繞絲裝置。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步的說明，但本發明的保護范圍并不限于此。

如圖1-4所示，本發明制備高強高模長絲用的小型實驗牽伸機，包括加熱裝置1，加熱裝置1的兩側分別安裝有左牽伸裝置2和右牽伸裝置3，左牽伸裝置2的一側安裝有左導絲裝置4和左導絲裝置5，右牽伸裝置3的一側安裝有右導絲裝置6和右繞絲裝置7。

進一步設置的：

本發明中的加熱裝置1包括熱箱和加熱輥11，加熱輥11設有熱輥外罩18，起安全保護作用。熱箱的兩側均設有導絲輥12，加熱輥11的下方設有導絲輥12，熱箱包括熱箱上蓋14和熱箱下蓋15，熱箱上蓋14左右兩側均設有手柄13，以方便熱箱上蓋14上下翻合，熱箱上蓋14和熱箱下蓋15均設有槽16，熱箱上蓋14的槽16內設有兩個氮氣通入孔17，兩個孔的方向分別朝線槽兩端，氮氣通入孔17外接通氮裝置，當實驗時開啟氮氣使纖維在高溫下不易被氧化。閉合時，槽16形成線槽，工作時，長絲從線槽內通過。

左牽伸裝置2和右牽伸裝置3的結構相同，包括牽伸盤21，牽伸盤21為冷盤，牽伸盤21的上方設有導輪22，導輪22上設有若干個光滑的凹槽23，本實施例中為8個光滑的凹槽23，且導輪22的兩側分別設有導絲輥12和傳動輥13，用于繞多圈絲束時分絲用。

左導絲裝置4和右導絲裝置6的結構相同，包括底座41，底座41上設有滑槽42，滑槽42內設有導絲頭43，夾頭43沿滑槽42活動。

左繞絲裝置5和右繞絲裝置7的最大動程為10-20cm，可根據需要進行設定其動程大小；橫動速度則根據繞絲線速度調節。

本發明制備高強高模長絲用的小型實驗牽伸機的使用方法如下：

實施例1

初生纖維的規格為：500dtex/96fpps長絲，

物理指標為：

強度：1.89cn/dtex

伸度：133.43％

采用熱箱加熱拉伸，設定工藝參數如下：

固定絲束長度：1000m

拉伸速度：160m/min

拉伸溫度：180℃

采用3.5個往復拉伸，拉伸倍數分別設定如下：

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

采用以上多級拉伸，使纖維的拉伸倍數達到1.933，比常規一次的最高拉伸倍數1.71(常規纖維一般最高拉伸位數＝(原絲伸長+100)/100×1.05×0.7)提高了13％，最終強度達到4.01cn/dtex[常規拉伸強度為3.5左右]，同時被免了因一次拉伸易導致纖維產生毛絲的現象，且達不到這么高的拉伸倍數。

實施例2

初生纖維的規格為：600dtex/96fpes長絲

物理指標為：

強度：1.55cn/dtex

伸度：143.33％

采用熱輥加熱拉伸，設定工藝參數如下：

固定絲束長度：1000m

拉伸速度：130m/min

拉伸溫度：200℃

采用4.5個往復拉伸，拉伸倍數分別設定如下：

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

采用以上多級拉伸，使纖維的拉伸倍數達到2.03，比常規一次的最高拉伸倍數1.79[常規纖維一般最高拉伸位數＝(原絲伸長+100)/100×1.05×0.7]提高了13.41％，最終強度達到3.01cn/dtex(常規拉伸強度為2.5左右)，同時被免了因一次拉伸易導致纖維產生毛絲現象，且達不到這么高的拉伸倍數。

上述實施例僅用于解釋說明本發明的發明構思，而非對本發明權利保護的限定，凡利用此構思對本發明進行非實質性的改動，均應落入本發明的保護范圍。