本實用新型涉及纖維預處理領域，具體地，涉及一纖維處理系統(tǒng)。
背景技術：
碳納米管纖維作為一種獨特的一維結構納米碳材，自其在1991年被發(fā)現以來，就一直是先進材料研究的熱點。為了使得所述碳納米管纖維適用于不同的應用場合，有時需要制備獲得了碳納米管纖維之后對所述碳納米管纖維進行二次加工。
例如，為了提高碳納米管纖維的導電性，可以利用鹵素對碳納米管纖維進行處理?，F有技術中，常用的處理方法包括蒸汽法。具體地，可以將碳納米管纖維置入鹵素蒸汽中，讓鹵素原子緩慢進入纖維內部。但是，這種方法效率比較低，并且，只能用于對較短的碳納米管纖維進行處理。
技術實現要素：
本實用新型的目的在于提供一種纖維處理系統(tǒng)。利用所述纖維處理系統(tǒng)能夠持續(xù)高效地對較長的碳納米管纖維進行處理。
為了實現上述目的，提供一種纖維處理系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)包括纖維牽引組件、第一溶液池和第一超聲震蕩裝置，所述第一超聲震蕩裝置的震蕩件位于所述第一溶液池內，所述纖維牽引組件能夠牽引所述纖維經過所述第一溶液池的內部。
優(yōu)選地，所述纖維牽引組件包括放絲輥、至少一個第一壓輥和收絲輥，所述放絲輥和所述收絲輥分別位于所述第一溶液池的外部的兩側，至少一個所述第一壓輥設置在所述第一溶液池內，且位于所述放絲輥和所述收絲輥之 間。
優(yōu)選地，所述纖維牽引組件包括多個所述第一壓輥，多個所述第一壓輥的排列方向與所述放絲輥和所述收絲輥的排列方向平行。
優(yōu)選地，所述纖維處理系統(tǒng)還包括第二溶液池，所述第二溶液池位于所述第一溶液池和所述收絲輥之間，且待處理的纖維能夠分別經過所述第一溶液池的內部和所述第二溶液池的內部。
優(yōu)選地，所述纖維處理系統(tǒng)還包括至少一個第一導輥和至少一個第二壓輥，所述第一導輥位于所述第一溶液池和所述第二溶液池之間，所述第二壓輥設置在所述第二溶液池內。
優(yōu)選地，所述纖維處理系統(tǒng)包括多個所述第一導輥和多個所述第二壓輥，多個所述第一導輥的排列方向平行于所述放絲輥和所述收絲輥的排列方向，多個所述第二壓輥的排列方向平行于所述放絲輥和所述收絲輥的排列方向。
優(yōu)選地，所述纖維處理系統(tǒng)還包括第二超聲震蕩裝置，所述第二超聲震蕩裝置的震蕩件位于所述第二溶液池內。
優(yōu)選地，所述纖維處理系統(tǒng)還包括烘干裝置，所述烘干裝置用于烘干處理后的纖維，所述烘干裝置設置在所述第二溶液池和所述收絲輥之間。
優(yōu)選地，所述烘干裝置包括第二導輥和加熱件，所述第二導輥位于所述第二溶液池的外部，且所述加熱件位于所述第二導輥和所述收絲輥之間。
在對碳納米管纖維進行處理時，需要向第一溶液池內注入鹵素溶液，在第一超聲震蕩裝置的震蕩作用下，鹵素原子的運動速度增加。由于碳納米管纖維能夠經過第一溶液池內部，鹵素原子加速運動，能夠較多地滲透進入碳納米管纖維內。并且，利用本實用新型所提供的裝置對碳納米管纖維進行處理不會產生廢氣，更加環(huán)保，并且，剩余的廢液可以回收再利用。并且，利用所述纖維處理系統(tǒng)效率高，可以連續(xù)作業(yè)，適于批量生產。
附圖說明
圖1是本實用新型所提供的纖維處理系統(tǒng)的示意圖。
附圖標記說明
1：放絲輥 2：碳納米管纖維
3：第一壓輥 4：鹵素溶液
5：第一超聲震蕩裝置 6：第一溶液池
7：第一壓輥 8、9：第一導輥
10：第二溶液槽 11、13：第二壓輥
12：第二超聲震蕩裝置 14：無水乙醇
15：第二導輥 16：加熱件
17：收絲輥
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限制本實用新型。
如圖1所示，本實用新型提供一種纖維處理系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)包括纖維牽引組件、和第一超聲震蕩裝置5，該第一超聲震蕩裝置5的震蕩件位于第一溶液池6內，所述纖維牽引組件能夠牽引所述纖維經過第一溶液池6的內部。
本實用新型所提供的纖維處理系統(tǒng)可以用于對碳納米管纖維2進行處理，此處所述的處理是指，對碳納米管纖維2進行鹵素滲透，以提高碳納米管纖維的導電性能。
在對碳納米管纖維2進行處理時，需要向第一溶液池6內注入鹵素溶液，在第一超聲震蕩裝置的震蕩作用下，鹵素原子的運動速度增加。由于碳納米管纖維2能夠經過第一溶液池6內部，鹵素原子加速運動，能夠較多地滲透進入碳納米管纖維2內。并且，利用本實用新型所提供的裝置對碳納米管纖維進行處理不會產生廢氣，更加環(huán)保，并且，剩余的廢液可以回收再利用。并且，利用所述纖維處理系統(tǒng)效率高，可以連續(xù)作業(yè)，適于批量生產。
在本實用新型中，對纖維牽引組件的具體結構并沒有特殊的限制，只要能夠牽引纖維經過第一溶液池6內部即可。作為本實用新型的一種優(yōu)選實施方式，為了便于持續(xù)作業(yè)、提高作業(yè)效率，所述纖維牽引組件包括放絲輥1、至少一個第一壓輥和收絲輥17，所述放絲輥和所述收絲輥分別位于所述第一溶液池的外部的兩側，至少一個所述第一壓輥設置在第一溶液池6內，且位于放絲輥1和收絲輥17之間。
在未對纖維進行處理之前，所有的纖維均纏繞在放絲輥1上。需要對纖維進行處理時，將纖維的自由端繞過所述第一壓輥，并纏繞在收絲輥17上。收絲輥17為主動輥，收絲輥17轉動，可以帶動纖維從放絲輥1上移動經過第一溶液池6。利用所述纖維牽引組件能夠連續(xù)地對纖維進行處理，從而可以容易地實現量產。
如上文中所述，所述纖維牽引組件可以包括至少一個所述第一壓輥，為了將盡量多的纖維浸入至第一溶液池6內的溶液中，優(yōu)選地，所述纖維牽引組件包括多個所述第一壓輥，多個所述第一壓輥的排列方向與所述放絲輥和所述收絲輥的排列方向平行。
在圖1所示的實施方式中，所述纖維牽引組件包括第一壓輥3和第一壓輥7，第一壓輥3位于第一溶液池6的一端，第一壓輥7位于第一溶液池6的另一端。
優(yōu)選地，所述纖維處理系統(tǒng)還包括第二溶液池10，該第二溶液池10位 于第一溶液池6和收絲輥17之間，且待處理的纖維能夠分別經過第一溶液池6的內部和第二溶液池17的內部。
第二溶液池17用于容納清洗溶液，用于清洗經過第一溶液池6內溶液處理的纖維表面的多余溶液。當第一溶液池6內盛放的是鹵素溶液時，可以利用第二溶液池盛放無水乙醇。
為了便于穩(wěn)定地傳輸纖維、紡織纖維因受力不均而斷開，優(yōu)選地，所述纖維處理系統(tǒng)還包括至少一個第一導輥和至少一個第二壓輥，所述第一導輥位于第一溶液池6和第二溶液池10之間，所述第二壓輥設置在所述第二溶液池內。
所述第一導輥用于支撐纖維位于第一溶液池6和第二溶液池10之間的部分，第二壓輥用于將纖維限制在第二溶液池10內，從而可以維持纖維的穩(wěn)定，并確保能夠纖維能夠浸泡在第二溶液池10中的溶液內。
本實用新型中對所述第一導輥的數量以及所述第二壓輥的數量并沒有特殊的限制，作為本實用新型的一種優(yōu)選實施方式，所述纖維處理系統(tǒng)包括多個所述第一導輥和多個所述第二壓輥，多個所述第一導輥的排列方向平行于所述放絲輥和所述收絲輥的排列方向，多個所述第二壓輥的排列方向平行于所述放絲輥和所述收絲輥的排列方向。
作為本實用新型的一種優(yōu)選實施方式，如圖1所示，所述牽引組件包括兩個第一導輥(包括第一導輥8和第一導輥9)和兩個第二壓輥(包括第二壓輥11和第二壓輥13)。第一導輥8靠近第一溶液池6，第一導輥9靠近第二溶液池10，第二壓輥11位于第二溶液池10的一端，第二壓輥13位于第二溶液池10的另一端。
纖維從第一溶液池6中出來之后，經過第一導輥8和第一導輥9的上方，然后進入第二溶液池10內，并貼著第二壓輥11的表面從該第二壓輥11與第二溶液池10的底壁之間的間隔穿過，隨后纖維貼著第二壓輥13的表面從 該第二壓輥13與第二溶液池10的底壁之間的間隔穿過，并離開第二溶液池10。
為了便于將處理后的纖維表面的溶液清洗干凈，優(yōu)選地，如圖1所示，所述纖維處理系統(tǒng)還包括第二超聲震蕩裝置12，該第二超聲震蕩裝置的震蕩件位于所述第二溶液池內。第二超聲震蕩裝置12的震蕩件震蕩時，能夠加快第二溶液分子的運動，從而更好地清洗纖維上的多余溶液。
為了便于對處理后的纖維進行包裝運輸，優(yōu)選地，所述纖維處理系統(tǒng)還包括烘干裝置，所述烘干裝置用于烘干處理后的纖維，所述烘干裝置設置在第二溶液池10和收絲輥17之間。利用所述烘干裝置對經過清洗的纖維進行烘干，從而可以使得纖維表面的第二溶液蒸發(fā)。經過烘干后的纖維表面干燥，便于包裝、保存和運輸。
作為本實用新型的一種優(yōu)選實施方式，如圖1所示，所述烘干裝置包括至少一個第二導輥15和加熱件16，第二導輥15位于第二溶液池10的外部，且加熱件16位于第二導輥15和收絲輥17之間，所述纖維能夠經過設置有加熱件16的區(qū)域，并到達收絲輥17。
需要指出的是，加熱件16可以是電阻絲。
下面介紹一種利用本實用新型所提供的上述纖維處理系統(tǒng)對碳納米管纖維進行處理的方法，其中，所述方法包括以下步驟：
S100、從纏繞有碳納米管纖維的放絲輥1上拾取碳納米管纖維的自由端，并使得該自由端經過第一溶液池6的內部后固定在收絲輥17上，所述碳納米管纖維的一部分位于所述第一溶液池內；
S200、向第一溶液池6內注入鹵素溶液4，并且碳納米管纖維10的一部分浸入鹵素溶液4中，第一超聲震蕩裝置5的震蕩件浸入鹵素溶液4中；
S300、控制第一超聲震蕩裝置5開始震蕩；
S400、驅動放絲輥1和收絲輥17同步轉動。
隨著收絲輥17和放絲輥1的轉動，從放絲輥1上釋放出的碳納米管纖維不斷的經過第一溶液池6中的鹵素溶液，并纏繞在收絲輥17上。由于第一超聲震蕩裝置5的震蕩件浸入鹵素溶液4中，因此，第一超聲震蕩裝置5產生的超聲波震動使得鹵素溶液4的溶液分子運動加快，從而便于鹵素溶液的溶質擴散進入碳納米管纖維內部，從而可以提高碳納米管纖維的導電性能。
在本實用新型中，對放絲輥1和收絲輥17的轉動速度并沒有特殊的限制，設置所述放絲輥和所述收絲輥的轉動速度，以使得所述碳納米管纖維的行進速度為1mm/min至100mm/min之間。
優(yōu)選地，放絲輥1和收絲輥17周期性地轉動，相鄰兩個轉動周期之間間隔預定時間段。在相鄰兩個轉動周期之間，碳納米管纖維的一部分停留在第一溶液池中，有利于鹵素元素更充分地滲透進入碳納米管纖維內。
在本實用新型中，對兩個轉動周期之間的時間間隔并沒有特殊的限制，優(yōu)選地，放絲輥1和收絲輥17的兩個轉動周之間間隔的時間為10min至40min。
如上文中所述，所述纖維處理系統(tǒng)可以包括第二溶液池時，在驅動所述放絲輥和所述收絲輥同步轉動之前，向所述第二溶液池內注入清洗溶液。從而可以將未滲透進入碳納米管纖維內的鹵素清洗干凈。
在本實用新型中，對所述清洗溶液的具體成分并不做特殊的規(guī)定，例如，優(yōu)選地，所述清洗溶液包括無水乙醇。無水乙醇能夠很好地溶解鹵素單質。
如上文中所述，為了便于對鹵素處理的碳納米管纖維進行包裝和存儲，所述纖維處理系統(tǒng)還可以包括烘干裝置時，在這種實施方式中，所述方法還包括對經過滲透處理的碳納米管纖維進行烘干處理，烘干溫度優(yōu)選為50℃至100℃。
為了較好地提高碳納米管纖維的導電性能，優(yōu)選地，所述鹵素溶液可以 包括碘溶液或溴溶液。利用碘溶液可以向碳納米管纖維中滲碘，利用溴溶液可以向碳納米管纖維中滲溴。
如上文中所述，通過超聲震蕩可以加快鹵素原子的運動速度，從而能夠更充分地滲透進入碳納米管纖維內，在本實用新型中，優(yōu)選地，第一超聲震蕩器的震蕩件的功率為500W至800W。
當所述纖維處理系統(tǒng)包括所述第二超聲震蕩裝置時，所述第二超聲震蕩裝置的震蕩件浸入所述清洗溶液中，且所述第一超聲震蕩器的功率為100W至200W。
利用本實用新型所提供的方法對碳納米管纖維進行鹵素滲透處理時，工藝簡單、自動化程度高，適合工業(yè)射給你產，并且，在整個過程中沒有廢氣產生，并且，廢液可以回手再利用，既可以環(huán)保又可以降低成本。
實施例
利用圖1中所示的纖維處理系統(tǒng)對碳納米管纖維進行處理。碳納米管纖維2纏繞在放絲輥1上，拾取碳納米管纖維2的自由端后，依次穿過第一壓輥3、7之后，繞過第一導輥8、9的上方，隨后在穿過第二壓輥11、13的下方，繞過第二導輥15的上方，穿過設置有加熱件16的區(qū)域后固定在收絲輥17上。處理之前，碳納米管纖維的導電率為2.6×104S/m。
實施例1
實例：向第一溶液池6內注入鹵素溶液，該鹵素溶液的容積為碘，溶劑為無水乙醇，濃度為5％。向第二溶液池10內注入無水乙醇。
在對碳納米管纖維2進行滲碘時，開啟第一超聲震蕩裝置5和第二超聲震蕩裝置12，第一超聲震蕩裝置5的功率為800W，第二超聲震蕩裝置的功率為100W。碳納米管纖維2在第一溶液池中滲碘，10min后，關閉第一超 聲震蕩裝置，驅動放絲輥1和收絲輥17轉動，控制放絲輥1和收絲輥17的轉速，使得碳納米管纖維的行進速度為10mm/min，進入第二溶液池10內，停止轉動放絲輥1和收絲輥17，停留1min。隨后驅動放絲輥1和收絲輥17轉動，使得碳納米管纖維2穿過加熱件16對應的區(qū)域，加熱件16加熱到80℃。
利用熱重法對滲碘處理后的碳納米管纖維進行測試，含碘量為0.57％。利用四探針電阻率測試儀測試導電率為3.02×104S/m，提高了16％。
實施例2
利用實施例1中的方法對碳納米管纖維進行處理，不同之處在于，碳納米管纖維在第一溶液池內停留20min，第一超聲震蕩裝置的功率為500W。
熱重法分析碘含量0.84％，利用四探針電阻率測試儀測試導電率為3.15×104S/m，提高21％。
實施例3
利用實施例1中的方法對碳納米管纖維進行處理，不同之處在于，碳納米管纖維在第一溶液池內停留40min，第一超聲震蕩裝置的功率為600W。
熱重法分析碘含量1.13％，利用四探針電阻率測試儀測試導電率為3.224×104S/m，電導率提高24％。
實施例4
利用實施例1中的方法對碳納米管纖維進行處理，不同之處在于，鹵素溶液的溶質為溴，溶劑為無水乙醇，濃度為10％。
碳納米管纖維在第一溶液池內停留15min，第一超聲震蕩裝置的功率為700W，不設置第二溶液，不需烘干。
熱重法分析溴含量0.65％，利用四探針電阻率測試儀測試導電率為2.886×104S/m，電導率提高11％。
實施例5
利用實施例1中的方法對碳納米管纖維進行處理，不同之處在于，鹵素溶液的溶質為溴，溶劑為無水乙醇，濃度為15％，纖維在第一溶液池內停留25min，不設置第二溶液，不需烘干。
熱重法分析溴含量0.83％，利用四探針電阻率測試儀測試導電率為3.042×104S/m，電導率提高17％。
實施例6
利用實施例1中的方法對碳納米管纖維進行處理，不同之處在于，鹵素溶液的溶質為溴，溶劑為無水乙醇，濃度為15％，纖維在第一溶液池內停留45min。
熱重法分析碘含量1.06％，利用四探針電阻率測試儀測試導電率為3.146×104S/m，電導率提高21％。
可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本實用新型的原理而采用的示例性實施方式，然而本實用新型并不局限于此。對于本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本實用新型的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本實用新型的保護范圍。