[发明专利]一种单向长麻纤维预浸料生产线及生产工艺

说明书

本发明公开了一种单向长麻纤维预浸料生产线及生产工艺。该生产线按照纤维输送方向依次设置有喂入装置、展纤装置、牵伸工位、定型工位、覆膜工位、热压装置和输送辊。本发明创新性地研发了一套以长麻条为原料的单向长麻纤维预浸料生产线和工艺，简单易行，由于采用长麻条为喂入原料，长麻条加工难度小，流程短，速度快，可以显著降低预制增强材料的制备成本；输出宽度和厚度具有可设计性，长麻纤维带及预浸料内部长麻纤维排列顺直度高；适合大批量单向长麻纤维带及预浸料的连续生产，填补了行业空白。

技术领域

本发明涉及麻纤维预浸料制备领域，具体是一种单向长麻纤维预浸料生产线及生产工艺。

背景技术

植物纤维作为天然可再生材料，具有价廉、可回收、可降解、可再生等优点，并具有一般纤维的强度和刚度，且密度较低，因此比强度和比模量较高。以天然植物纤维为增强体的复合材料具有同样的优良性能，因此随着科技的发展和全球不可再生资源日趋紧张的环境下，以麻纤维为代表的高性能天然纤维复合材料在汽车、建筑、装潢等领域的应用越来越广泛。

但是天然麻纤维长度有限，为了获得连续的以麻纤维为主要原料的预浸料，麻纤维通常被加工成非织造材料或纺成麻细纱、麻绳等，再以单向排列的麻细纱、麻绳或以麻细纱、麻绳为原料织造成的织物增强材料来制备麻纤维预浸料。以上形式的预浸料普遍存在纤维集合体中的纤维取向度差、纤维排列紧密度高，树脂对其浸渍效果差的问题。纱线加捻结构导致了纱线内部纤维与受力方向形成一定角度，并不能充分发挥纤维在复合材料受力方向的增强作用。

长麻条是长麻纱制备过程中的中间产品，麻纤维经过栉梳、并条工艺得到长麻条，由于长麻条没有捻度，因此长麻条中的纤维顺直度较高，且长麻条蓬松度高，纤维排列松散，是制备单向长麻纤维预浸料的理想原料。

现有的单向纤维预浸料的制备均是以碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等长丝束为原料，纤维顺直度高且连续，为了获得更好的树脂浸润效果，通常设置展纱装置使纤维横向扩散，使大丝束变薄，常见的展纱方式包括机械式多组辊筒扩纤法、气流喷射扩纤法、超声波扩纤法、声波扩纤法等，但是现有的这些扩纤方法并不能满足长麻条的横向扩纤要求，原因在于长麻纤维在麻条中是非连续状态，通过纤维之间的搭接和摩擦纠缠形成连续的纤维条，常规的扩纤方法施加于长麻条的过程中，麻条中的纤维头端和尾端被抽出，导致长麻条散乱，纤维取向度降低，甚至导致严重的缠辊现象。此外，长麻条厚度较大，且长麻条下机后由于不再受张力牵伸，纤维产生明显的回缩现象，伸直度欠缺。

申请号为201510312438.8的文献公开了一种麻织物预浸料及复合材料制备方法，该方法以麻织物为增强体，与树脂结合制备复合材料，但是由于织物由纱线交织形成，纱线又由一根根纤维加捻抱合组成，纤维排列紧密度高，树脂不容易浸润织物，且纤维轴向与复合材料受力方向存在夹角，导致纤维在复合材料承载过程中不能完全发挥其优异的力学性能。

综上所述，现有常规的预浸料加工装置、设备不适用于以长麻粗纱为原料制备单向预浸料。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种单向长麻纤维预浸料生产线及生产工艺。

本发明解决所述生产线技术问题的技术方案是，提供一种单向长麻纤维预浸料生产线，其特征在于，该生产线按照纤维输送方向依次设置有喂入装置、展纤装置、牵伸工位、定型工位、覆膜工位、热压装置和输送辊；

喂入装置包括导条机构和收束口；按照纤维输送方向，导条机构设置于收束口的进料端处；收束口的出料端的高度小于进料端；导条机构具有若干个喂入孔，每一束长麻条对应一个喂入孔，将不定向的长麻条调整为沿纤维输送方向定向排列，同时每束长麻条之间不产生交叠；收束口用于将导条机构导入后的各束平行排列的长麻条在宽度方向上合并为一束，同时压缩合并后的长麻条的厚度，使得长麻条更加密实并填补各束长麻条之间的空隙，得到长麻纤维带；

展纤装置能够沿长麻纤维带的宽度方向进行往复运动，用于对长麻纤维带进行铺展，使长麻纤维带在宽度方向变宽变薄，面密度变小；