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需求背景

在碳纤维碳化生产过程中，上浆处理和上浆干燥是非常重要的一道工序，需要对无张力情况下处于蓬松状态的碳纤维进行上浆、烘干处理，使碳纤维卷绕集束成形。上浆剂作为连续碳纤维与基体树脂的界面层，将载荷由基体传递到纤维上，起到增强纤维体与基体树脂的浸润性和渗透性，提高树脂与纤维的界面粘合强度的作用。

在浸润式上浆工艺中，由于碳纤维丝束输送至上浆装置时展纱效果不好，丝束铺展的厚度在其输送宽度方向上偏差较大，导致单丝与单丝之间的上浆均匀性差，在丝束克重改变后，不便于及时调整浆液浓度，且随着碳纤从浆液中穿过消耗浆液，不能精确监控浆液液位，影响碳纤持续上浆的稳定性。

鉴于上述问题的存在，以期创设一种碳纤维连续上浆装置和上浆方法，使其更具有实用性。

需解决的主要技术难题

1. 需要研发提供一种碳纤维连续上浆装置，包括支撑框架、生产浆槽和测试浆槽等，可有效解决背景技术中的问题。

需提供碳纤维连续上浆方法。

期望实现的主要技术目标

1. 该碳纤维连续上浆装置和上浆方法，能够实现在不对碳纤维施加额外张力的情况下，将松散蓬松的碳纤丝束调整至规则形态并送至浆槽浆液中使其能够均匀浸渍浆液，并挤压去除多余浆液后导向烘干装置；

2. 在生产浆槽上方设置测试浆槽，能够针对不同纱线规格调试浆液的配方浓度，在需要调整纱线规格前，预先在测试浆槽中完成对应浆液浓度的测试调节，能够在不影响连续稳定生产的情况下，实现调换纱线规格后及时调整浆液浓度进行生产；

3. 在第二平台上通过测试浆槽能够更加直观得到碳丝浸渍浆液的效果，以及浆液浓度和厚度对浸渍效果造成的影响，便于及时对生产浆槽中的浆液做出调整，维

持生产浆槽中纱线上浆稳定性的同时确保上浆效果。

需求解析

解析单位：“科创中国”南京理工大学新材料专业科技服务团（南京理工大学） 解析时间：2022-11-05

赵磊

南京理工大学

副教授

综合评价

新创碳谷控股有限公司的技术需求中对目前给碳纤维丝束连续上浆的现有技术问题、研发内容和研发指标，给出了功能性描述，未给出连续上浆后碳纤维丝束能达到的具体参数指标，如上浆量、热稳定性测试结果、上浆剂在碳纤维表面的浸润、层间剪切强度、拉伸强度等。 碳纤维上浆剂含量是评价上浆工艺的一项重要指标，通常其质量百分数控制在0.6％～2.0％之间，这不仅取决于上浆剂种类及碳纤维和石墨纤维品种规格，也关联上浆方式和上浆部位。 也有单位提供了碳纤维丝用连续上浆装置，包括上浆池，上浆池顶端的一侧设置有第一导向辊，所述上浆池顶端的另一侧设置有第二导向辊，所述上浆池的顶端设置有压料组件，所述上浆池正面一侧的底端设置有排液管。借助于上述技术方案，通过设置由上浆池、第一导向辊、第二导向辊、压料组件一、压料组件二和排液管构成的碳纤维丝用连续上浆装置，从而能够实现碳纤维丝的连续上浆作业，同时能够对多根碳纤维丝进行上浆作业，上浆时能够通过压料组件一和压料组件二之间的距离实现上浆时间的控制。

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