CN104707550A - 一种可持续性制备功能纤维的磁化学实验装置及其实验方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可持续性制备功能纤维的磁化学实验装置及其实验方法，实验装置包括退绕装置、磁场信号发生装置、水浴装置、化学实验装置和卷绕装置。具体含以下内容：(1)退绕装置和卷绕装置用于磁化学处理前、后纤维的绕制；(2)磁场信号发生装置用于产生和发射磁场信号，置于水浴装置外侧；(3)水浴装置用于提供稳定的水浴温度，作用于处于亥姆霍兹线圈水平中心线位置的化学实验装置；(4)化学实验装置用于放置实验处理液和待整理的纤维试样，内含两个可调节距离的环扣。本发明的有益效果在于其结构简单，操作方便，成本低廉，可持续性实验，为磁化学整理功能纤维的制备、开发及研究提供基础。

Description

一种可持续性制备功能纤维的磁化学实验装置及其实验方法

技术领域

本发明涉及一种可持续性制备功能纤维的磁化学实验装置及其实验方法，实验对象为纤维状材料，可持续性进行磁化学功能整理实验，用以制备某种具有特殊功能的纤维制品。

背景技术

在磁化学实验装置和实验方法的研究中，主要体现在以下两个方面：一是在国家专利CN2014203242205中提出的针对柔性纺织品进行磁化学处理的实验装置，该装置适合于织物，而非纤维，且只能一次性处理，不涉及连续性功能整理的实验装置；二是在磁场作用下制备化学复合镀的方法，该方法制备镀层具有高硬度、高耐磨性能特性，不涉及柔性纤维制品的磁化学处理。

目前尚未见报道相关纺织材料在磁场环境下的可持续性进行化学处理的实验装置及其实验方法，因此迫切需要研制可持续性制备功能纤维的磁化学实验装置。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种可持续性制备功能纤维的磁化学实验装置及其实验方法，赋予纤维某种特定的功能。

按照本发明提供的技术方案，通过对化学反应装置增加不同强度的磁场环境，连续性处理纺织纤维，可以提高化学反应速度和改善化学处理性能等。本发明的一种可持续性制备功能纤维的磁化学实验装置，包括退绕装置、磁场信号发生装置、水浴装置、化学实验装置和卷绕装置，其特征如下：(1)退绕装置和卷绕装置用于磁化学处理前、后纤维的绕制；(2)磁场信号发生装置用于产生和发射磁场信号，置于水浴装置外侧；(3)水浴装置用于提供稳定的水浴温度，作用于处于亥姆霍兹线圈水平中心线位置的化学实验装置；(4)化学实验装置用于放置实验处理液和待整理的纤维试样，内含两个可调节距离的环扣。

本发明的一种可持续性制备功能纤维的磁化学实验装置及其实验方法具有以下技术效果：

(1)电流源输出宽带正弦信号，电流有效值0～10A，电流稳定性0.3％，电流分辨率为0.01A，可产生均匀且稳定的磁场信号，场强介于0～100Gs，可程控；

(2)2只对称的亥姆霍兹线圈置于水浴装置外侧，化学实验装置处于水浴装置内侧上表面，且与亥姆霍兹线圈水平中心线平齐；

(3)纤维由退绕装置退出进入化学实验装置并固定到卷绕装置上，纤维经过4个圆形环扣，其中2个环扣固定在亥姆霍兹线圈顶端的支架上，另外2个环扣卡在化学实验装置内侧的环扣卡条上，距离可调节。

本发明的有益效果在于其结构简单，操作方便，成本低廉，可持续性进行实验，赋予纤维某种特殊的功能性。本发明可弥补连续性制备功能纤维在磁化学处理技术领域的空白，为功能纤维的制备、开发及研究提供基础。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为所述亥姆霍兹线圈的结构示意图。

图3为所述化学实验装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

如图1～图3所示：所述一种可持续性制备功能纤维的磁化学实验装置包括第一亥姆霍兹线圈1、第二环扣2、第一环扣3、退绕装置4、卷绕装置5、纤维加捻器6、第四环扣7、第二亥姆霍兹线圈8、实验槽9、环扣卡条10、第三环扣11、水浴槽12、加热器13、电流源14等。

如图1所示，本发明包括退绕装置、磁场信号发生装置、水浴装置、化学实验装置和卷绕装置，磁场信号发生装置由电流源14与平行设置在水浴槽12两侧的第一亥姆霍兹线圈1和第二亥姆霍兹线圈8(如图2所示)组成，第一亥姆霍兹线圈1和第二亥姆霍兹线圈8分别通过导线与电流源14连接，第一亥姆霍兹线圈1和第二亥姆霍兹线圈8采用相同材质、相同规格，且同轴放置，用于产生和发射均匀且稳定的磁场信号。

如图1所示，所述退绕装置4和卷绕装置5用于磁化学处理前、后纤维的绕制，其中，退绕装置4本身不含有退捻功能，卷绕装置5的卷绕口处设有可开关的纤维加捻器6。

如图1所示，所述水浴装置是在现有恒温水浴装置的基础上进行改进，可实现温度的调节与控制，由水浴槽12和设置在水浴槽12底部的加热器13组成，水浴槽12由不导电、不导磁材料制成。

如图1所示，所述化学实验装置处于水浴槽12的内侧上表面处，可卸载，由实验槽9、环扣卡条10(如图3所示)以及第二环扣2和第三环扣11组成。实验槽9用于放置实验处理液和待处理的纤维，环扣卡条10含有6个等间距卡槽，供第二环扣2和第三环扣11固定用，且第二环扣2和第三环扣11之间的距离可通过这6个不同卡槽进行调节，以设置不同的化学实验处理时间。实验槽9、环扣卡条10和第二环扣2及第三环扣11均由不导电、不导磁材料制成。

如图1所示，所述电流源14为程控直流恒流电源，可发射均匀且稳定的磁场信号，场强介于0～100Gs，可程控。

如图1所示，所述第一亥姆霍兹线圈1和第二亥姆霍兹线圈8均由铜线绕制而成，第一亥姆霍兹线圈1和第二亥姆霍兹线圈8的直径是水浴槽12宽度A的2倍，感应线圈有效面积可完全覆盖实验槽9区域。

在工作时，所述程控直流恒流电流源可产生均匀且稳定的磁场信号，该信号通入平行放置的两个规格条件完全相同且同轴的亥姆霍兹线圈中，电磁感应在两线圈之间形成的磁场区域，同时进行化学处理实验，以提高化学反应速度并提高纤维功能整理的效果。

所述一种可持续性制备功能纤维的具体实施方案，可用于处理PET、PP、PVA等材质纤维的磁化学实验。具体实施方案：以PET纤维磁化学镀某金属为例。

(1)预处理：首先，将第二环扣2和第三环扣11固定在环扣卡条10的相应卡槽内，安装好退绕装置4和卷绕装置5，将纤维加捻器6退出工作区，待处理的PET纤维按照图1所示由退绕装置4，依次穿过第一环扣3，第二环扣2，第三环扣11，第四环扣7，卷绕装置6并固定；其次，向水浴槽12内装入水，根据第一亥姆霍兹线圈1和第二亥姆霍兹线圈8的水平中心线位置调节需要的水浴高度和温度，使其稳定；第三，向实验槽9内加入适量的预处理试剂，以完全浸泡过纤维为宜；最后，打开电流源14，并开启卷绕装置5的开关，进行磁化学实验的预处理。

(2)磁化学实验：首先，将经过预处理的纤维卷装从卷绕装置5上卸载并安装到退绕装置4上，同样退出纤维加捻器6；其次，调节水浴槽12中水浴的温度，并使其稳定：第三，向实验槽9内倒入磁化学处理的化学试剂；最后，打开电流源14和卷绕装置5进行PET纤维的磁化学实验。

(3)后处理：同上操作，向实验槽9内加入去离子水，并打开纤维加捻器6，重复之前操作，便可实现对纤维的连续性磁化学处理，赋予PET纤维某种特定的功能。

Claims (3)

1.一种可持续性制备功能纤维的磁化学实验装置及其实验方法，实验装置包括退绕装置、磁场信号发生装置、水浴装置、化学实验装置和卷绕装置，其特征如下：(1)退绕装置和卷绕装置用于磁化学处理前、后纤维的绕制；(2)磁场信号发生装置用于产生和发射磁场信号，置于水浴装置外侧；(3)水浴装置用于提供稳定的水浴温度，作用于处于亥姆霍兹线圈水平中心线位置的化学实验装置；(4)化学实验装置用于放置实验处理液和待整理的纤维试样，内含两个可调节距离的环扣。

2.如权利要求1所述的一种可持续性制备功能纤维的磁化学实验装置及其实验方法，其特征在于，所述磁场信号发生装置通过两个对称的亥姆霍兹线圈输出稳定的磁场，水浴装置置于亥姆霍兹线圈内侧，且线圈直径是水浴装置的2倍，感应线圈的有效面积可覆盖化学实验装置区域，场强介于0～100Gs。

3.如权利要求1所述的一种可持续性制备功能纤维的磁化学实验装置及其实验方法，其特征在于，所述化学实验装置处于水浴装置内侧上表面，使得化学实验装置与亥姆霍兹线圈的水平中心线平齐。