碳纖維的製造都要經過五個階段
發布時間:2013-9-30
碳纖維的(de)製(zhì)造都要經過五個階段
碳纖維是一種以碳為主(zhǔ)要成分的纖維狀材料。它不同於(yú)有(yǒu)機纖維(wéi)或無機纖維,不能用熔融法或(huò)溶液法直接紡絲,隻能以有機物為原料采用(yòng)間接方法製造。製造方法可分為兩種類型,即氣相法和(hé)有機纖維碳化法。氣相法是在惰性氣氛中(zhōng)小分子有機物(wù)(如烴或芳烴等)在高溫下沉積成(chéng)纖維。用這種方法隻能製造晶須或短纖維,複合破碎機(jī):http://www.chinahxjq.com/
不能製造連續長絲。有機纖維(wéi)碳(tàn)化法是先將(jiāng)有機纖維經過穩定化(huà)處理變成耐焰纖維,然後再在惰性(xìng)氣氛中、於高溫下進行焙燒碳化,位有機纖維失去部分碳和其他非碳(tàn)原子,形(xíng)成以碳為主要成分的纖維狀物。此法可製造連續(xù)長纖維。
天然纖維、再生(shēng)纖維和合成纖(xiān)維都可用來製造碳(tàn)纖維(wéi)。選擇的(de)條(tiáo)件是加(jiā)熱時不熔融,可(kě)牽伸,且碳纖維產率高。 到目前為止,製作碳(tàn)纖維的主要原材料有三種:①人造絲(粘膠纖維);②聚丙(bǐng)烯(xī)腈(PAN)纖維,它不同子腈綸(lún)毛線;③瀝青,它或者是通(tōng)過熔融拉絲成(chéng)各向同性的纖維(wéi),或者是從液晶(jīng)中間(jiān)相拉絲而成的.這種纖維是具有高模量的各向異性纖維。喂(wèi)料機:http://www.chinahxjq.com/gb/30.htm
用這些原料生(shēng)產的碳纖維各有特點。製造高強度高模量碳纖維多選聚丙烯腈為原料。無論用何種原絲纖維來製造碳纖維,都要(yào)經過五個階段:
(1)拉絲:可(kě)用(yòng)濕法、幹法或者熔融狀態三種任意一種方(fāng)法進行。
(2)牽伸:在室溫以(yǐ)上,通常是100~300℃範(fàn)圍內進行,W.Watt首先發現結晶定向纖維的拉伸效(xiào)應,而且這效應控製(zhì)著最終纖維的模量。
(3)穩定:通過400℃加熱氧化的方法。400℃的氧化階段是A.Shindo’s最近在工藝上做出的貢獻。這顯著地降低所有的熱失重,並(bìng)因此保證高度石墨化和取得(dé)更好的性能(néng)。
(4)碳化:在1000~2000℃範(fàn)圍內(nèi)進行。
(5)石墨化:在2000~3000℃範圍內進行。 無論采(cǎi)用什麽原(yuán)材料製備碳纖維,都經過上述五個階段,即原絲預氧化、碳化以及石墨化等、所產生的(de)最終纖維,其基本成分為碳,見表(biǎo)2-3。可以看出高模量(liàng)碳纖維成分幾乎是(shì)純碳。