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聚丙烯腈碳纖維的制備

　　碳纖維原絲是由聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、粘膠基纖維、酚醛纖維等原料加工而成的，其中，聚丙烯腈纖維制取碳纖維重要包含以下多少個(gè)工序：

　　①聚丙烯睛原絲的制備;
　?、谠z的預(yù)氧化;
　?、垲A(yù)氧化絲的炭化;
　　④碳纖維的后期處理。下面就來具體講講。
 
1、聚丙烯腈精原絲的制備。碳纖維復(fù)合材料經(jīng)過一系列熱處理轉(zhuǎn)化而成，含碳量高于90%的無機(jī)高性能纖維，是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，具有碳材料的固有本性特征，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。聚丙烯腈纖維自身是一種服用纖維，其分子結(jié)構(gòu)是含有強(qiáng)極性側(cè)基的線形大分子。用于制備碳纖維的聚丙烯腈原絲與服用聚丙烯腈纖維比較，生產(chǎn)流程基本雷同，大分子組成的主體也基本雷同。但因?yàn)橛锰幉煌?，因此具體工藝參數(shù)的抉擇跟把持、共聚組分的品種跟用量等都略有差別，原絲的請求更高。
2、聚丙烯腈原絲的預(yù)氧化。因?yàn)榫郾╇媸呛瑥?qiáng)極性側(cè)基的線形大分子，為了使之轉(zhuǎn)化為耐熱的環(huán)狀(或梯形)結(jié)構(gòu)，以便在高溫炭化時(shí)不熔不燃，堅(jiān)持纖維狀況，必須先將原絲在200一300℃的空氣中進(jìn)行預(yù)氧化處理。隨著預(yù)氧化的進(jìn)行，體系不產(chǎn)生環(huán)化反應(yīng)、脫氧反應(yīng)、氧化反應(yīng)，纖維外觀由經(jīng)黃、棕，而后變黑，同時(shí)產(chǎn)生緊縮。

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3、預(yù)氧化絲的炭化。預(yù)氧化絲在惰性氣體維護(hù)下，于800-1500℃進(jìn)行炭化反應(yīng)，此時(shí)纖維中的各種非碳原子因反應(yīng)而被排出體系，纖維的含碳量由預(yù)氧化絲的60%進(jìn)步到92%以上。預(yù)氧化絲在炭化前應(yīng)在100-280℃前提下進(jìn)行烘干，以除去物理吸附的氧氣跟水分。炭化時(shí)必須謹(jǐn)防氧化性氣體的存在，所用高純氮的含氧量需在百萬分之十以下，同時(shí)嚴(yán)格把持工藝參數(shù)，如升溫速奉、處理溫度、處理時(shí)光、拉伸倍數(shù)、炭化后的冷卻速率等。
4、碳纖維的后處理。碳纖維板將同一方向排列的碳素纖維使用樹脂浸潤硬化形成碳纖維板材，能有效解決多層碳纖維布施工困難和工程量大的問題，補(bǔ)強(qiáng)效果好，施工便捷。上述炭化得到的碳纖維因?yàn)槊x缺乏活性官能團(tuán)，且不夠毛糙，因此作為加強(qiáng)資料，其特點(diǎn)施展不充分，需對其進(jìn)行后處理。就是通過采取恰當(dāng)?shù)姆椒?，增加名義的含氧官能團(tuán)跟毛糙度，進(jìn)步碳纖維與其基體樹脂之間的粘結(jié)力。 123456
這個(gè)就是聚丙烯腈碳纖維的制備進(jìn)程了，比起瀝青基碳纖維、粘膠基碳纖維等其它品種的碳纖維，它的利用范疇更廣，達(dá)到90%左右，在航天航空、軍事保險(xiǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生、汽車制造等很多范疇都有利用。碳纖維復(fù)合材料經(jīng)過一系列熱處理轉(zhuǎn)化而成，含碳量高于90%的無機(jī)高性能纖維，是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，具有碳材料的固有本性特征，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。推薦瀏覽：生產(chǎn)聚丙烯腈碳纖維時(shí)要留神什么