【摘要】介紹了一種制造高純?nèi)嵝允P根的新工藝方法。新工藝方法不是仿照國內(nèi)現(xiàn)有的制造方法，而是采用高純?nèi)嵝允垶橹鞑?，借助粘結(jié)劑與限位材料復(fù)合成板材，經(jīng)裁條、加捻、編織、壓型、制成盤根。

　　1 前言

　　國外專利介紹的柔性石墨盤根的制造方法是：由石棉或碳素纖維進(jìn)行格子編、套編、袋編成管狀編織物;高溫瞬間膨脹處理得到的膨脹石墨粒子，加壓而成為柔性石墨成型體。然后將柔性石墨成型體卷成圓筒狀或切成一定寬度的帶狀、屑狀或片狀后，填塞與上述管狀編織體的中空不，做成復(fù)合編織盤根。按此方法產(chǎn)生的柔性石墨復(fù)合成型體之間無粘接增強(qiáng)，且柔性石墨本身的機(jī)械強(qiáng)度低，因而編織體一旦破損，就會導(dǎo)致盤根失效，耐用度較低，且產(chǎn)品的通用性較差，給生產(chǎn)及使用都帶來不便。

　　為了解決柔性石墨盤根的機(jī)械強(qiáng)度和通用性，提高密封性能和使用壽命，國內(nèi)研究成功柔性石墨通用盤根的制造方法。其工藝方法是：以天然鱗片石墨為原料，經(jīng)酸化處理成石墨層間化合物后，水洗干燥，再高溫瞬間膨脹成石墨蠕蟲。纖維織物浸漬有機(jī)粘結(jié)劑后，夾于膨脹石墨蠕蟲層中間，輥壓成石墨帶，然后裁成窄條，再經(jīng)搓捻制成石墨線，于編織機(jī)上編織成繩，然后經(jīng)壓型便得到柔性石墨通用盤根。

　　我們認(rèn)為上述制造方法不適合我們的實(shí)際情況，因?yàn)閷[片石墨進(jìn)行酸化處理，會造成環(huán)境污染;高溫膨脹石墨耗液化氣多，沒有充足的氣源;如從外地購買膨脹石墨蠕蟲，因其容重小體輕無法運(yùn)輸。而且技術(shù)難度較大，設(shè)備投資也大，開發(fā)時間會拖得很長，市場就會丟掉。為了在較短時間內(nèi)研制成功柔性石墨盤根，并在質(zhì)量指標(biāo)上超過現(xiàn)有產(chǎn)品水平，我們研究了新的制造方法。通過深入研究實(shí)現(xiàn)了原定目標(biāo)，解決了許多技術(shù)難題。

　　2 制造工藝過程的研究

　　2.1 復(fù)合工藝的研究

　　影響復(fù)合石墨紙質(zhì)量的主要因素有：粘結(jié)劑、纖維織物及其分布狀態(tài)、復(fù)合石墨紙的密度。

　　粘結(jié)劑的選擇：對本復(fù)合工藝較為理想的粘結(jié)劑，應(yīng)具有強(qiáng)度高、粘接力強(qiáng)、耐腐蝕、柔韌性好等特性，同時不允許粘結(jié)劑在盤根使用過程中產(chǎn)生氣泡。

　　紗線艱巨的確定：在柔性石墨盤根中，紗線起增強(qiáng)作用，可選擇的紗線有棉線、滌綸線、玻璃纖維紗、碳纖維紗等。從理論上講，紗線間距小分布密，則復(fù)合石墨紙強(qiáng)度提高，可捻型應(yīng)好些。但盤根的石墨含量相對降低，對盤根的密封性能有不良影響;同時紗線用量大，粘結(jié)劑用量也隨之增多，這樣盡管復(fù)合石墨紙強(qiáng)度提高，但其柔軟性卻大大降低，結(jié)構(gòu)導(dǎo)致難成線。反之，紗線間距大分布稀，則增強(qiáng)作用不夠，復(fù)合石墨紙各種性能指標(biāo)均無法達(dá)到。因此，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)募喚€間距。

　　復(fù)合石墨紙的密度：復(fù)合石墨紙嚴(yán)格控制起密度是至關(guān)重要的，這樣將有利于捻線質(zhì)量和盤根的物理性能指標(biāo)。經(jīng)過多次試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)復(fù)合石墨紙的密度過高時，其柔性大大降低，已無法達(dá)到成線的要求;而當(dāng)復(fù)合石墨紙的密度過低時，其抗拉強(qiáng)度太小，且捻線掉片較嚴(yán)重。因此密度要適當(dāng)。

　　2.2 裁條技術(shù)要求

　　在未經(jīng)研究試驗(yàn)之前，認(rèn)為石墨紙條分割的寬度對于盤根的編織過程、規(guī)格機(jī)器密度并不重要，也可采用石棉盤根生產(chǎn)工藝中的合股防松，把紙條裁成固定寬度;通過合成不同股數(shù)來調(diào)整皮線、四角線及芯子線，達(dá)到簡化工藝的目的。但是，實(shí)踐證明并非如此，皮線用合股線編織的盤根，外觀質(zhì)量較差，石墨鱗片容易脫落。因此，當(dāng)復(fù)合石墨紙密度、厚度確定后，裁條寬度與盤根規(guī)格呈一定的對應(yīng)關(guān)系。

　　2.3 捻線技術(shù)要求

　　柔軟性石墨紙條盡管具有一定的柔性，但在普通棉、毛初捻機(jī)或復(fù)捻機(jī)上難以捻成線。經(jīng)過實(shí)際試驗(yàn)，使我們認(rèn)識到棉、毛紡織行業(yè)的捻線工藝不適用于柔性石墨紙條的捻線工藝。因?yàn)槿嵝允堄捕容^大，有一定的脆性，不易扭曲，在捻線過程中掉片比較嚴(yán)重。因此應(yīng)根據(jù)本材料的特點(diǎn)，研究新的捻線工藝?？梢韵葘⑹垪l包卷成筒狀，然后加捻搗實(shí)。

　　2.4 編織工藝要求

　　編織柔性石墨盤根盒編織石棉盤根的編織機(jī)基本相同，但在個別部件上要改造，以便適應(yīng)柔性石墨的特點(diǎn)。因?yàn)槿嵝允埖膹?qiáng)度、撓曲型能遠(yuǎn)不如石棉線。同時由于柔性石墨仍呈層狀結(jié)構(gòu)，在編織過程中很容易遭到破壞，造成鱗片脫落的現(xiàn)象，因此，必須盡可能減少往復(fù)滑動過程。針對上述問題，我們對八錠子立式編織機(jī)的墜子進(jìn)行了改造使柔性石墨線與墜子之間的摩擦由滑動變滾動，減小阻力。從而解決了石墨鱗片脫落的問題。盤根的密度和柔軟性可以通過改變壓輪齒數(shù)、牽引速度、織點(diǎn)位置進(jìn)行調(diào)整。

　　采用本工藝方法制造的柔性石墨盤根，性能優(yōu)良，技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)，通過了市級投產(chǎn)驗(yàn)收鑒定。

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