碳纖維的制備

1.聚丙烯腈基碳纖維

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  聚丙烯腈是制備高機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特點跟結構特點所決定的。首先從結構看，它是由碳骨架形成的大分子，在不破壞基本結構的情況下可通過疾速熱分解反應得到分子鏈沿纖維軸方向擇優取向的纖維，而它的熱分解溫度低于熔融溫度，熱分解時不會引起PAN的熔化。另外，有兩個工藝進程可施加牽伸，保障分子鏈的高度取向。一個是在PAN紡絲進程中牽伸可高達800%。另個是在PAN纖維牢固化處理時，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一步進步取向度。最后，PAN在1000℃以上熱處理時碳收率很高。誠然最早用PAN作原料研制碳纖維的是西方一些國度，但日本后來居上，在20世紀70年代后期，將PAN轉變成一系列機能優良的碳纖維，時至今日，始終處于碳纖維制造業確當先位置。 123,123
  2.PAN基前驅體的制備
  
  家喻戶曉，PAN前驅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，是采用碳纖維復合材料預浸入苯乙稀基聚脂樹脂經加熱固化拉擠（纏撓）而成。在制過程中，可以通過不同的模具生產出各種型材，如：不同規格的碳纖維圓管，不同規格的方管，不同規格的片材，以及其它型材：在制作過程中也可以包3K進行表面包裝美化等等。碳纖維管具有強度高，壽命長、耐腐蝕，質量輕、低密度等優點，廣泛應用于風箏、航空模型飛機、燈用支架、PC設備轉軸、蝕刻機、醫療器械、體育器材等機械設備。尺寸穩定、導電、導熱、熱膨脹系數小、自潤滑和吸能抗震等一系列優異性能。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，在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性突出。CF機能的優劣很大水平上取決于原絲的機械機能。碳纖維用PAN原絲與個別民用PAN有很大差別，首先原料污濁度要高，雜質會引起CF結構上的缺點，影響機械機能。另外，請求直徑小，纖維軸向取向度高，結晶含量高，環化活化能低。 123456