一种测试高性能纤维毛羽缺陷的装置的制作方法

    专利2025-02-05  6


    本技术属于高性能纤维工艺性能测试评价,具体涉及一种测试高性能纤维毛羽缺陷的装置。


    背景技术:

    1、高性能纤维一般指强度大于17.6cn/dtex,弹性模量在440cn/dtex以上的纤维。高性能纤维是纤维科学和工程界开发的一批具有高强度、高模量、耐高温性的新一代特种合成纤维,主要应用于军工和高科技产业各个领域。特别是应用于复合材料增强体,是承受载荷的核心组分。常见的高性能纤维包括无机类纤维如玻璃纤维、碳纤维,玄武岩纤维等;无机类纤维如芳酰胺纤维(芳纶),聚对苯撑苯并二噁唑纤维(pbo)等。

    2、高性能纤维制备工艺难度较大,会经过复杂而苛刻的工艺条件,如环化、交联、高温热处理、表面物理化学处理、高倍牵伸等工序。多工序可对高性能纤维造成各种各样的缺陷,例如,毛羽,毛丝,破丝,毛圈,毛团等(为了简化叙述,以上几种缺陷统称毛羽缺陷)。此类缺陷会被高性能纤维后处理所施覆的各类型助剂所包裹掩盖,又会在使用过程中分离、暴露、累积,对生产加工效率和最终产品性能造成负面影响。

    3、高性能纤维由于纱线单丝数量较多,单纤维较细,毛羽很小,肉眼是无法观察到的,因此采用人工检测方式无法完成高性能纤维毛羽缺陷定量检测。传统纱线毛羽测试仪是用来测试纱线毛羽的专用仪器,通过一定张力下,对纱线表面的毛羽进行评价,并不能对浆料处理后纤维束内部夹杂、特长毛丝毛团等进行有效区分。因此,根据高性能纤维的毛羽缺陷测试需求,迫切需要一种定量、操作简单、快捷且排除浆料影响的毛羽缺陷测试测定方法。


    技术实现思路

    1、为解决现有技术中的不足,本实用新型提供一种测试高性能纤维毛羽缺陷的装置,实现了对高性能纤维毛羽缺陷的定量检测,为高性能纤维的生产及评价提供了确切的参考数据,减少高性能纤维的研发、生产和应用成本,且装置操作简单,快捷、方便,测试精度较高。

    2、为达到上述目的,本实用新型所采用的技术方案是:

    3、第一方面,提供一种测试高性能纤维毛羽缺陷的装置,包括:由壳体围成的热风场;安装在所述壳体上,用于对所述热风场加热的热源;与所述壳体连接,并位于所述热风场一端的进风段,所述进风段与所述热风场贯通;所述进风段设置有进风口,所述进风口通过循环风管与循环风机的出口连接;与所述进风段连接,用于固定高性能纤维并使高性能纤维悬垂在所述热风场内的高性能纤维进样口;与所述壳体连接,并位于所述热风场的另一端的取样段,所述取样段与所述热风场贯通,所述取样段设置若干取样口;连通所述取样段与所述循环风机入口的排风段,所述排风段设置有外接气源接口。

    4、进一步地,所述进风口包括具有开口差的第一进风口和第二进风口;所述进风段还设置有用于调节第一进风口和/或第二进风口风速的风速调节板。

    5、进一步地,所述高性能纤维进样口与所述进风段采用卡扣连接。

    6、进一步地,所述取样口包括取样口一和取样口二,所述取样口一和取样口二分别安装具有不同目数的收集滤网。

    7、进一步地,所述收集滤网的目数为2~50目。

    8、进一步地,还包括电气控制台,所述电气控制台用于控制所述循环风机的运行及所述热风场内的温度。

    9、第二方面,提供一种测试高性能纤维毛羽缺陷的方法,采用第一方面所述的测试高性能纤维毛羽缺陷的装置,所述方法包括:进行测试前准备,并记录待测试的高性能纤维的初始质量m0-1;将待测试的高性能纤维通过高性能纤维进样口送入热风场,并按照设定的测试工艺,启动装置,进行测试;测试结束后,从各取样口收集脱落的高性能纤维并称重,记为取样口纤维重量;根据高性能纤维的初始质量m0-1和取样口纤维重量,计算缺陷占比;对从各取样口收集的高性能纤维进行拍照,通过计算机软件对图像数据进行分析计算得出毛羽的相关评价参数。

    10、进一步地,测试前准备,包括:将测试高性能纤维毛羽缺陷的装置固定在室内的水平桌面上,并维持室内温度和湿度恒定;通过外接气源接口对循环风管、热风场进行吹扫清洁;所述取样口包括取样口一和取样口二,在取样口一、取样口二分别安装不同目数的收集滤网,安装收集滤网前,记录收集滤网的重量,其中,取样口一处的收集滤网重量记为m1-1,取样口二处的收集滤网重量记为m2-1;调试循环风机,设定测试风速,调节热源的输出温度。

    11、进一步地,根据高性能纤维的初始质量m0-1和取样口纤维重量,计算缺陷占比,具体为:取样口纤维重量,包括测试结束后取样口一处的收集滤网重量,记为m1-2、取样口二处的收集滤网重量,记为m2-2;将测试结束后,高性能纤维进样口处的高性能纤维的剩余质量,记为m0-2;

    12、一类毛羽缺陷绝对质量,为取样口一处收集滤网前后质量变化,其缺陷占比为:

    13、

    14、二类毛羽缺陷绝对质量,为取样口二(8)处收集滤网前后质量变化,其缺陷占比为:

    15、

    16、全反应质量变化,即物料损失占比为:

    17、进一步地,通过计算机软件对图像数据进行分析计算得出毛羽的相关评价参数,包括但不限于毛羽外扩尺寸、直径、数量、毛羽频数比、平均值和cv值。

    18、与现有技术相比,本实用新型所达到的有益效果:本实用新型在可控温度下测试高性能纤维毛羽缺陷类型和数量特征值,通过可变温度场收集不同工艺阶段下的毛丝缺陷,通过不同规格收集滤网收集不同尺寸的毛羽缺陷,通过测量收集滤网前后重量增长评价不同类型毛羽缺陷的绝对重量,并通过高倍数字相机辅助图形软件,自动分析高性能纤维的毛羽缺陷类型,包括:毛羽形态和数量占比,测试精度高,操作简便、快捷。本实用新型可为高性能纤维的生产和应用提供量化的评估参数,减少高纤维研发和应用阶段的成本。



    技术特征:

    1.一种测试高性能纤维毛羽缺陷的装置,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的测试高性能纤维毛羽缺陷的装置,其特征在于,所述进风口包括具有开口差的第一进风口(31)和第二进风口(32);所述进风段还设置有用于调节第一进风口(31)和/或第二进风口(32)风速的风速调节板(4)。

    3.根据权利要求1所述的测试高性能纤维毛羽缺陷的装置,其特征在于,所述高性能纤维进样口(1)与所述进风段采用卡扣连接。

    4.根据权利要求1所述的测试高性能纤维毛羽缺陷的装置,其特征在于,所述取样口包括取样口一(7)和取样口二(8),所述取样口一(7)和取样口二(8)分别安装具有不同目数的收集滤网(11)。

    5.根据权利要求4所述的测试高性能纤维毛羽缺陷的装置,其特征在于,所述收集滤网(11)的目数为2~50目。

    6.根据权利要求1所述的测试高性能纤维毛羽缺陷的装置,其特征在于,还包括电气控制台(10),所述电气控制台(10)用于控制所述循环风机(2)的运行及所述热风场(5)内的温度。


    技术总结
    本技术公开一种测试高性能纤维毛羽缺陷的装置,包括:由壳体围成的热风场;用于对热风场加热的热源;位于热风场一端的进风段,进风段与所述热风场贯通;进风段设置有进风口,进风口通过循环风管与循环风机的出口连接;与进风段连接,用于固定高性能纤维并使高性能纤维悬垂在热风场内的高性能纤维进样口;位于热风场的另一端的取样段,取样段与热风场贯通,取样段设置若干取样口;连通取样段与循环风机入口的排风段,排风段设置有外接气源接口。本技术实现了对高性能纤维毛羽缺陷的定量检测,为高性能纤维的生产及评价提供了确切的参考数据,减少高性能纤维的研发、生产和应用成本,且装置操作简单,快捷、方便,测试精度较高。

    技术研发人员:崔峙,徐盼盼,钱鸿川,唐俊鑫,管全景,姜万峰,李强
    受保护的技术使用者:江苏恒神股份有限公司
    技术研发日:20231009
    技术公布日:2024/4/29
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