[发明专利]一种F-12纤维上浆柔化方法及上浆柔化装置

说明书

本发明涉及一种高强高模F‑12纤维的上浆柔化方法及上浆柔化装置，上浆柔化方法，包括上浆、表面处理、软化处理和干燥工序。所述上浆工序，是将F‑12纤维输送到上浆柔化装置的上浆槽中，从而使槽中的配制浓度为0.2～2％的脂肪酸酯类浆剂在温度为20～40℃的条件下涂覆或浸润在F‑12纤维表面；所述软化处理工序，是使得F‑12纤维以折线型通过上浆槽的过程时得到软化。上浆柔化装置，由固定柔化辊1、可移动柔化辊2、导丝辊3、超声波发生器4、循环泵5、加热器6及槽体8组成。本发明克服了F‑12纤维表面惰性大、表面浸润差的缺点，改善纤维表面性能，避免纤维制品性能下降，提高纤维与树脂基体的粘结性能，提高纤维增强树脂复合材料性能的问题。

技术领域

本发明涉及一种高强高模F-12纤维的上浆柔化方法及上浆柔化装置。

背景技术

芳纶纤维与碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维并成为三大高性能纤维，广泛应用于各个领域。F-12纤维属于杂环芳纶纤维，是在对位芳纶纤维的基础上，结构中引入第三单体后通过低温缩聚而成，因此纤维性能明显优于对位芳纶，能够广泛应用于武器装备和高端民用市场。尤其用于新型复合材料的制备，具有广阔的应用前景。

与其他高性能纤维相似，F-12纤维表面呈化学惰性，与基体树脂间的界面结合性能一般，影响了材料优异性能的最大发挥。目前多数化纤生产厂家都采用上浆方法欲弥补这一影响，而保证上浆稳定性与均匀性的技术一直处于不成熟阶段。为了保证F-12纤维在织造过程顺利进行，不出现起毛、断丝等现象，同时为了保证复合材料的性能，改善纤维表面性能，提高F-12增强纤维的强度发挥率，本发明提出了在制得成品纤维前对纤维进行上浆柔化处理，通过自主设计的上浆柔化装置将纤维表面处理和上浆工艺融为一体，较好地改善了纤维表面性能，使纤维在使用过程中充分发挥其性能优势，避免在纤维制品制造过程中性能下降，提高了纤维与树脂基体的粘结性能，从而提高了纤维制品性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种F-12纤维上浆柔化方法，以克服F-12纤维表面惰性大、表面浸润差的缺点，改善纤维表面性能，避免纤维制品性能下降，提高纤维与树脂基体的粘结性能，提高纤维增强树脂复合材料性能的问题；同时，提供F-12纤维上浆柔化装置以解决F-12纤维上浆柔化的问题。

为解决存在的技术问题，本发明采用的技术方案为：一种F-12纤维的上浆柔化方法，包括上浆、表面处理、软化处理和干燥工序。

所述上浆工序，是将F-12纤维通过供丝机，以20.6～22.9m／min的速度稳定地输送到上浆柔化装置的上浆槽中，从而使槽中的配制浓度为0.2～2％的脂肪酸酯类浆剂在温度为20～40℃的条件下涂覆或浸润在F-12纤维表面；

所述表面处理工序，是在F-12纤维在上浆时，通过上浆柔化装置中的超声波发生器照射F-12纤维，以增加F-12纤维表面极性基团的含量和纤维表面粗糙度；

所述软化处理工序，是调节可移动柔化辊2的角度，使得可移动柔化辊与固定柔化辊成固定角度，从而使得F-12纤维以折线型通过上浆槽的过程时得到软化；

所述干燥工序，是F-12纤维经上浆柔化装置后进入温度为95℃～120℃的烘干机中，使得F-12纤维含水率控制在3％以下。

一般，所用的浆剂包括所有可用于芳纶纤维上浆用的脂肪酸酯类浆剂，本发明特别包括脂肪酸一元醇酯、脂肪酸双酯、脂肪酸多元醇酯、脂肪酸三羟基甲基丙酯、脂肪酸季戊四醇酯为主要成份的脂肪酸酯类浆剂。

上述的上浆柔化方法使用的上浆柔化装置，由固定柔化辊1、可移动柔化辊2、导丝辊3、超声波发生器4、循环泵5、加热器6及槽体8组成，所述槽体8的内部靠近进丝端和出丝端分别安装有导丝辊3；所述导丝辊3之间交替安装有固定柔化辊1和可移动柔化辊2，可移动柔化辊2可以根据柔化的要求，来调节角度位置；所述超声波发生器4安装在槽体8的底部；