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瀝青基碳纖維的制備方法

文章出處:網絡責任編輯:編輯人氣:發表時間:2019-02-27【

1)瀝青纖維的不熔化處理

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  該工藝是把瀝青纖維放在氧化的氣氛中進行熱處理,使之在碳化時能禁受軟化點以上的高溫而不熔融,從而保障原料纖維在碳化進程中連續堅持纖維的外形。碳纖維板補強單向板材,其成型工藝是將碳纖維浸漬樹脂后在模具內固化并連續拉擠成型。采用優質碳纖維原料與良好基本樹脂,碳纖維板材具有拉伸強度高、耐腐蝕性、抗震性、抗沖擊性等良好性能。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質特性,因此碳纖維制品的強度大,硬度高,遠超過同體積同重量的金屬材質。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業領域有著廣泛的應用。也正是因為如此,此前世界上碳纖維技術發達的國家(美國、德國、日本、韓國),對于向中國輸出碳纖維產品和技術,保持著極其謹慎的態度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進口,還受到發達國家的嚴格控制。瀝青纖維的不熔化處理溫度個別為250~390℃,可采取氣相氧化、液相氧化,或二者結合利用。氣相氧化可用臭氧、氧氣、空氣以及鹽酸氣、SO3、SO3、NO2等各種氧化性氣體$液相氧化則可用硝酸、硫酸、高錳酸鉀、過氧化氫等氧化性液體。鑒于瀝青纖維的脆性跟低強度,不熔化時個別不施加張力,但在不使纖維斷裂的范疇內施加有限的張力,可一定水平上進步單絲的拉伸強度。 123456
  不熔化瀝青纖維的碳化
  
  碳化是制造ACF的重要工藝進程,是指不熔化瀝青纖維在惰性氣氛中加熱升溫,消除纖維中可揮發的非碳組分的進程及形成亂層類石墨結構的進程。碳纖維制品就是指以碳纖維預浸布為原材料,通過不同的加工方法,加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。其原理可分為兩局部:其一為揮發組分的去除;其二為殘留碳生成類石墨晶體。依據不熔化瀝青纖維在碳化進程中分子結構的變更,全部進程可分為三個階段:階段,纖維產生脫水脫氫反應,含氧基團隨溫度升高而減少;第二階段,纖維分子結構中羰基、羧基及酯基等耐高溫基團消散,非碳物質已基本脫除,同時,進行碳結構重排,使得纖維結構致密化;第三階段,殘余非碳元素進一步除去,殘留碳重排,生成類石墨結構。該工藝對后面所進行的活化影響大,故而把持該工藝顯然很重要。不熔化纖維的碳化可從兩方面進行把持:為把持碳化進程的升溫速度;第二為把持碳化的溫度跟碳化時光。

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