碳纖維具有輕質(zhì)量、高強(qiáng)度、耐高溫、低蠕變、耐腐蝕等一系列優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為21世紀(jì)的新材料之王。而PAN（聚丙烯腈）基碳纖維是最常見(jiàn)的一種，經(jīng)過(guò)預(yù)氧化，碳化，石墨化，表面處理后制成。下面來(lái)為大家淺析碳纖維預(yù)氧化和碳化的目的。

 

預(yù)氧化的目的就是為了防止原絲在碳化時(shí)熔融，通過(guò)氧化反應(yīng)使得纖維分子中含有羥基、羰基。這樣可以在分子間和分子內(nèi)形成氫鍵，從而提高纖維的熱穩(wěn)定性。在200～400℃的空氣中，適當(dāng)張力下經(jīng)歷分子鏈的環(huán)化、交聯(lián)、脫氫、氧化等一系列的復(fù)雜反應(yīng)，使它轉(zhuǎn)化成熱穩(wěn)定并具有半導(dǎo)體電阻值的吡啶環(huán)梯形結(jié)構(gòu)，其耐熱性、抗燃性和導(dǎo)電性等均有所提高。

 

碳纖維的碳化一般是在惰性氣體中，將預(yù)氧絲加熱至1000—1800℃，從而除去纖維中的非碳原子（如H、O、N等）。生成的碳纖維的碳含量約為95％。碳化過(guò)程中，未反應(yīng)的聚丙烯腈進(jìn)一步環(huán)化，分子鏈間脫水、脫氫交聯(lián)，末端芳構(gòu)化生成氨。隨著溫度的進(jìn)一步升高，分子鏈間的交聯(lián)和石墨晶體進(jìn)一步增大。

 

經(jīng)過(guò)了預(yù)氧化和碳化之后，就可以進(jìn)行碳纖維石墨化的工序了。石墨化過(guò)程是在高純度惰性氣體保護(hù)下于2000—3000℃溫度下對(duì)碳纖維進(jìn)行熱處理。碳纖維經(jīng)石墨化溫度處理后，纖維中殘留的氮、氫等元素進(jìn)一步脫除，碳—碳重新排列，層面內(nèi)的芳環(huán)數(shù)增加，層片尺寸增大，結(jié)晶態(tài)碳的比例增加。

 

以上就是關(guān)于碳纖維預(yù)氧化和碳化的目的的相關(guān)介紹了，相信看完您對(duì)PAN基碳纖維生產(chǎn)過(guò)程也有了一定的了解。這里是江蘇普向環(huán)保科技，感謝您的閱讀！