本發(fā)明涉及一種對碳纖維進(jìn)行表面改性的裝置，特別是涉及到通過快速貼附雙相層碳納米管進(jìn)行碳纖維表面改性的裝置，屬于微納米材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

為增強(qiáng)碳纖維在基體材料中的界面強(qiáng)度和耐疲勞度，通過將具有優(yōu)異力學(xué)、熱學(xué)等性能的碳納米管以物理或化學(xué)手段附著在碳纖維表面以增加碳纖維表面粗糙度以及與基體材料間的結(jié)合強(qiáng)度，被認(rèn)為是一種行之有效的方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，多種實(shí)施方法被相繼開發(fā)和發(fā)展；其中，由其以直接生長法、電泳法和化學(xué)接枝法為典型代表。

具體而言，直接生長法以碳纖維為基底，表面布有催化劑，往往以化學(xué)氣相沉積法為碳納米管生長手段在碳纖維基底上生長一定密度和取向的碳納米管。從報道的資料來看，此法的改性效果最佳，具有碳納米管附著牢固、附著量大以及具有良好取向等優(yōu)點(diǎn)；但與此同時，該種方法生產(chǎn)成本高昂，操作環(huán)境復(fù)雜，產(chǎn)量難以擴(kuò)大等劣勢一直以來制約其發(fā)展，難以滿足產(chǎn)業(yè)化的實(shí)際需求。電泳法和化學(xué)接枝法的共同特點(diǎn)是將碳納米管通過一定方式分散于液相環(huán)境中，配成一定濃度的溶液再與碳纖維進(jìn)行關(guān)聯(lián)，相比于前一種方法而言，它們的生產(chǎn)效率有所提高，但碳納米管附著量和附著密度低，且受液體表面張力影響，碳納米管往往呈“倒伏”狀，難以在基體中產(chǎn)生錨定效應(yīng)，因此對產(chǎn)品實(shí)際性能的提升往往難以使人滿意。

申請?zhí)枺骸?01510963821.X】公開了一種碳納米管的氣相分散方法，該方法可將團(tuán)聚嚴(yán)重的碳納米管進(jìn)行快速分散，分散后的碳納米管留存于氣相空間中以待后續(xù)應(yīng)用，其具有分散效果好，碳納米管分散體粘度高易附著，操作設(shè)備簡單易得等優(yōu)點(diǎn)。本申請結(jié)合該種方法，并進(jìn)一步結(jié)合碳纖維表面改性的實(shí)際特點(diǎn)和工藝需求，發(fā)明了一種通過碳纖維快速貼附雙相層碳納米管進(jìn)行碳纖維表面改性的裝置。其通過快速形成對碳纖維的雙相碳納米管附著層達(dá)到對碳纖維物理改性的目的；該設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高生產(chǎn)穩(wěn)定的技術(shù)特點(diǎn)；此外，該裝置可直接連入碳纖維生產(chǎn)環(huán)節(jié)，設(shè)備改造簡單，生產(chǎn)成本低廉。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種操作簡單、效率高、安全性高、改性效果好的碳纖維表面改性裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種通過快速貼附雙相層碳納米管進(jìn)行碳纖維表面改性的裝置，主要由碳纖維上漿器、碳納米管電極給料器、高壓電源組成，其中碳纖維上漿器位于碳納米管電極給料器的運(yùn)行前端，高壓電源一極連接碳纖維上漿器，另一極連接碳納米管電極給料器；碳納米管電極給料器具體由下電極倉、上電極倉、上電極送料總成、下碳納米管電極、下電極送料總成、上碳納米管電極、左承接軸、右承接軸、往復(fù)運(yùn)動器、進(jìn)料倉門、右側(cè)支架、左側(cè)支架組成，其中上電極倉容納上碳納米管電極，上電極送料總成與上電極倉端部相連，下電極倉容納下碳納米管電極，下電極送料總成與下電極倉端部相連，進(jìn)料倉門由兩部分組成，分別與上電極倉和下電極倉連接，左右兩側(cè)各有一個支架連接上電極倉、下電極倉，左承接軸與左側(cè)支架連接，右承接軸與右側(cè)支架連接，右承接軸與往復(fù)運(yùn)動器連接，實(shí)現(xiàn)碳纖維的往復(fù)運(yùn)動；碳纖維上漿器具體由漿料儲存箱、碳纖維提升滾筒、碳纖維輸送滾筒組成，碳纖維提升滾筒兩端固定在漿料儲存箱兩側(cè)壁，碳纖維輸送滾筒安裝在漿料儲存箱的上部；高壓電源部分由高壓模組，正極連接線、負(fù)極連接線組成，高壓模組輸出線分別為正極連接線和負(fù)極連接線，負(fù)極連接線與左承接軸相連，通過左承接軸接通上碳納米管電極與下碳納米管電極，正極連接線與碳纖維輸送滾筒連接，通過碳纖維輸送滾筒使碳纖維成為正極。

本發(fā)明的有益效果是，提供了一種對碳纖維進(jìn)行表面改性的裝置。本發(fā)明裝置對碳纖維的改性效果好，裝置簡單控制方便，安全性高。

附圖說明

附圖1是本發(fā)明的主視圖。

附圖2是本發(fā)明的側(cè)視圖。

圖中：1.下電極倉，2.上電極倉，3.上電極送料總成，4.下碳納米管電極，5.下電極送料總成，6.上碳納米管電極，7.左承接軸，8.右承接軸，9.往復(fù)運(yùn)動器，10.碳纖維，11.進(jìn)料倉門，12.碳纖維輸送滾筒，13.漿料儲存箱，14.碳纖維提升滾筒，15.負(fù)極連接線，16.正極連接線，17.右側(cè)支架，18.左側(cè)支架。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明具體的實(shí)施方法：

如圖所示，一種通過快速貼附雙相層碳納米管進(jìn)行碳纖維表面改性的裝置，主要由碳纖維上漿器、碳納米管電極給料器、高壓電源組成，其中碳纖維上漿器位于碳納米管電極給料器的運(yùn)行前端，高壓電源一極連接碳纖維上漿器，另一極連接碳納米管電極給料器；碳納米管電極給料器具體由下電極倉(1)、上電極倉(2)、上電極送料總成(3)、下碳納米管電極(4)、下電極送料總成(5)、上碳納米管電極(6)、左承接軸(7)、右承接軸(8)、往復(fù)運(yùn)動器(9)、進(jìn)料倉門(11)、右側(cè)支架(17)、左側(cè)支架(18)組成，其中上電極倉(1)容納上碳納米管電極(6)，上電極送料總成(3)與上電極倉(2)端部相連，下電極倉(1)容納下碳納米管電極(4)，下電極送料總成(5)與下電極倉(1)端部相連，進(jìn)料倉門(11)由兩部分組成，分別與上電極倉(2)和下電極倉(1)連接，左右兩側(cè)各有一個支架連接上電極倉(2)、下電極倉(1)，左承接軸(7)與左側(cè)支架(18)連接，右承接軸(8)與右側(cè)支架(17)連接，右承接軸(8)與往復(fù)運(yùn)動器(9)連接，實(shí)現(xiàn)碳纖維的往復(fù)運(yùn)動；碳纖維上漿器具體由漿料儲存箱(13)、碳纖維提升滾筒(14)、碳纖維輸送滾筒(12)、組成，碳纖維提升滾筒(14)兩端固定在漿料儲存箱(13)兩側(cè)壁，碳纖維輸送滾筒(12)安裝在漿料儲存箱(13)的上部；高壓電源部分由高壓模組，正極連接線(16)、負(fù)極連接線(15)組成，高壓模組輸出線分別為正極連接線(16)和負(fù)極連接線(15)，負(fù)極連接線(16)與左承接軸(7)相連，通過左承接軸(7)接通上碳納米管電極(6)與下碳納米管電極(4)，正極連接線(15)與碳纖維輸送滾筒(12)連接，通過碳纖維輸送滾筒(12)使碳纖維成為正極。

本發(fā)明的工作原理和工作過程，以改性碳纖維表面為例有以下過程：

首先將碳納米管與液態(tài)工質(zhì)的混合物放入上電極倉(2)與下電極倉(1)中，通過調(diào)整上電極送料總成(3)與下電極送料總成(5)使上碳納米管電極(6)與下碳納米管電極(4)之間的間距維持在2mm到3mm之間；然后布置碳纖維(10)，使其繞過碳纖維提升滾筒(14)，再繞過碳纖維輸送滾筒(12)并使碳纖維(10)與碳纖維輸送滾筒(12)充分接觸使之與正極接觸良好；于此同時漿料儲存箱(13)中注入準(zhǔn)備好的按照一定比例配置的上漿劑，上漿劑的量要使碳纖維提升滾筒(14)完全浸沒其中；打開工作電源，碳纖維提升滾筒(14)、碳纖維輸送滾筒(12)、高壓模塊、往復(fù)運(yùn)動器(9)、上電極送料總成(3)、下電極送料總成(5)同時工作，碳纖維(10)首先完成掛漿步驟、輸送步驟、與上碳納米管電極(6)和下碳納米管電極(4)之間放電的步驟，在放電的過程中碳納米管電極形成氣相分散體，氣相分散體與碳纖維(10)充分接觸，使氣相分散的碳納米管附著到碳纖維表面，達(dá)到對碳纖維(10)改性的目的；最后對改性后的碳纖維(10)進(jìn)行收集等后續(xù)處理處理；在裝置工作的過程中往復(fù)運(yùn)動器(9)始終處于工作狀態(tài)，使碳纖維在上碳納米管電極(6)與下碳納米管電極(4)之間作相對水平往復(fù)運(yùn)動；在裝置工作的過程中上電極送料總成(3)下電極送料總成(5)是閉環(huán)控制系統(tǒng)，保持上碳納米管電極(6)與下碳納米管電極(4)之間保持2mm到3mm的距離。