PAN基碳纖維生產(chǎn)過程是怎樣的？

作者：普向
發(fā)布時間：2021-09-27 12:00
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隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，對產(chǎn)品的質(zhì)量與性能要求在不斷地提高，尤其是在航空航天、軍工、醫(yī)療、軌道交通等領(lǐng)域，PAN基碳纖維強度剛度都能滿足使用性能的要求，甚至可以代替鋼材、鋁合金等金屬材料，成為排名第二的世界高性能纖維材料。那么PAN基碳纖維生產(chǎn)過程是怎樣的呢？下面就來為大家介紹下。

1、紡絲

聚丙烯腈以水溶劑制得15%的紡絲液，水溶劑一般為硫氰酸鈉或硝酸、二甲基亞砜等，經(jīng)過濕法紡絲或者干噴紡絲等紡絲工藝既可制得PAN原絲。制得的PAN原絲于緯織機中織成布。

2、預(yù)氧化處理

預(yù)氧化處理分兩段進行，聚丙烯腈纖維布先在催化劑存在于200~220℃及張力狀態(tài)條件下用空氣（或氧化）進行氧化處理10~30min，并在220~330℃及張力狀態(tài)條件下繼續(xù)氧化處理30~100min,使纖維的顏色逐漸由白變黃，最后變成銅褐色。預(yù)氧化處理中產(chǎn)生的廢氣由處理裝置中排出，處理的纖維送炭化處理器進行炭化處理。

3、碳化處理

碳化過程在純氮氣流（或真空）保護下進行，經(jīng)過低溫碳化（300~1000℃）和高溫碳化（1000~1800℃）轉(zhuǎn)化成具有亂層結(jié)構(gòu)的碳纖維。碳化過程中產(chǎn)生的氮氫分解氣體及碳分解氣體先后由炭化處理裝置中排出，經(jīng)炭化處理過的纖維送石墨處理器中進行處理。

4、石墨化處理

石墨化處理時采用碳管爐間歇生產(chǎn)，也可以用電流通過纖維，利用纖維自身的導(dǎo)電性能產(chǎn)生熱量進行連續(xù)處理。石墨化過程是在惰性氣體（氬氣）保護下進行的，在2000~3000℃高的熱處理溫度下牽伸石墨化。

5、浸潤處理

石墨化處理所得碳纖維經(jīng)過檢驗后送環(huán)氧樹脂處理浴用稀環(huán)氧樹脂進行溶液浸潤處理，使得到的單向無緯碳纖維布具有良好的橫向粘接性，便于使用時操作。處理過的無緯布進入溶劑干燥器使溶劑蒸發(fā)，然后再經(jīng)無損傷檢驗即得成品碳纖維。

以上就是關(guān)于PAN基碳纖維生產(chǎn)過程的全部內(nèi)容了，碳纖維復(fù)合材料經(jīng)過幾十年的發(fā)展，從最初只用于航天航空、軍事等高端領(lǐng)域到現(xiàn)在民用領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。