聚丙烯睛基碳纤维的生产

发布时间: 2013-09-14 14:13 作者: 浏览次数: 701 views 字号:

用作碳纤维的聚丙烯睛纤维和民用的同名纤维不同,为了促进预氧化和环化交联反应的实施,用作碳纤维基的聚丙烯脯纤维中还应含有丙烯醛、甲基丙炜酸、
狂乙基丙酸烯脂、甲基乙基酮等共聚物,同时聚丙烯脯的相对分子质最也应比民用聚丙烯月背略高,约名一to万。
生产时,首先将此种聚丙烯睛纤维(亦称PAN原丝)送人软化炉中,在空气环境下缓慢加热至200一300℃实施顶氧化处理。为防止原丝发生收缩和产生有利于一-CN基的活化、环化与择优取向,预氧化处理需在张力下进行。原丝将因为在预氧化过程中释出NH,、H,O,HCN和co:等低分子物质,逐渐由白变黄,继而呈棕揭色,最后变成黑色,成为具有耐燃性的预氧化丝。然后在惰性气体保护下,将预氧化丝置于Boo一150o9C条件下进行碳化反应。在碳化过程中,纤维分子结构单元中的非碳原子N、H,o等被逐个破解出去,使预氧化时形成的梯形大分子通过发生交联转变成稠状结构,碳含量亦从约6096提高到92%以上,形成一种由梯形六元环连接而成的乱层石墨片状结构。随碳化温度的提高,纤维的力学性能也随之发生变化,不仅模量逐渐变大,伸长率逐渐减少,并在1000一1700℃之间出现强度最大值,此时.碳纤维形成。如要作石墨化处理(含碳10096),可在2仪刀一洲洲刃弋高温密闭的条件下进行处理,使用氟气或氦气做保护气体。处理后,纤维的结构可以因为非碳原子的进一步裂解、C一C键的重新排列、层平面内芳环数的增加、结晶碳比例的增多、分子取向度的增大,从紊乱分布的乱层石墨片状结构转变形成类似于石里的层状结晶结构。

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