碳纖維的制備

1.聚丙烯腈基碳纖維

內(nèi)容來(lái)自123456

  聚丙烯腈是制備高機(jī)能碳纖維的重要原料之一。目前的商品化CF中有70%～80%是PAN基碳纖維。PAN作為碳纖維原料的重要位置是由它自身的物理化學(xué)特點(diǎn)跟結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所決定的。首先從結(jié)構(gòu)看，它是由碳骨架形成的大分子，在不破壞基本結(jié)構(gòu)的情況下可通過(guò)疾速熱分解反應(yīng)得到分子鏈沿纖維軸方向擇優(yōu)取向的纖維，而它的熱分解溫度低于熔融溫度，熱分解時(shí)不會(huì)引起PAN的熔化。另外，有兩個(gè)工藝進(jìn)程可施加牽伸，保障分子鏈的高度取向。一個(gè)是在PAN紡絲進(jìn)程中牽伸可高達(dá)800%。另個(gè)是在PAN纖維牢固化處理時(shí)，在溫度180℃左右可塑性變形。此外，PAN纖維紡絲后處理改性可進(jìn)一步進(jìn)步取向度。最后，PAN在1000℃以上熱處理時(shí)碳收率很高。誠(chéng)然最早用PAN作原料研制碳纖維的是西方一些國(guó)度，但日本后來(lái)居上，在20世紀(jì)70年代后期，將PAN轉(zhuǎn)變成一系列機(jī)能優(yōu)良的碳纖維，時(shí)至今日，始終處于碳纖維制造業(yè)確當(dāng)先位置。 123,123
  2.PAN基前驅(qū)體的制備
  
  家喻戶曉，PAN前驅(qū)體系備工藝是碳纖維制備的要害技巧之一。碳纖維管又稱碳素纖維管，也稱碳管，碳纖管，是采用碳纖維復(fù)合材料預(yù)浸入苯乙稀基聚脂樹(shù)脂經(jīng)加熱固化拉擠（纏撓）而成。在制過(guò)程中，可以通過(guò)不同的模具生產(chǎn)出各種型材，如：不同規(guī)格的碳纖維圓管，不同規(guī)格的方管，不同規(guī)格的片材，以及其它型材：在制作過(guò)程中也可以包3K進(jìn)行表面包裝美化等等。碳纖維管具有強(qiáng)度高，壽命長(zhǎng)、耐腐蝕，質(zhì)量輕、低密度等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于風(fēng)箏、航空模型飛機(jī)、燈用支架、PC設(shè)備轉(zhuǎn)軸、蝕刻機(jī)、醫(yī)療器械、體育器材等機(jī)械設(shè)備。尺寸穩(wěn)定、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、熱膨脹系數(shù)小、自潤(rùn)滑和吸能抗震等一系列優(yōu)異性能。并具有高比模、耐疲勞、抗蠕變、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損等。碳纖維型材與傳統(tǒng)的玻璃纖維相比，楊氏模量是其3倍多；它與凱夫拉纖維相比，楊氏模量是其2倍左右，在有機(jī)溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性突出。CF機(jī)能的優(yōu)劣很大水平上取決于原絲的機(jī)械機(jī)能。碳纖維用PAN原絲與個(gè)別民用PAN有很大差別，首先原料污濁度要高，雜質(zhì)會(huì)引起CF結(jié)構(gòu)上的缺點(diǎn)，影響機(jī)械機(jī)能。另外，請(qǐng)求直徑小，纖維軸向取向度高，結(jié)晶含量高，環(huán)化活化能低。 123456