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碳纤维原丝的制取

日期:2014-12-25 16:28阅读次数:
  由于碳独特的性质,至今没有找到合适的溶剂。它溶解起来又十分困难,需要在10Mpa的压力以及3800℃的温度中才能实现。所以要想制备碳纤维,不能使用一般无机纤维或有机纤维的制取方法,而是直接用熔融法或溶液法纺丝。常用的方法有气象法和有机纤维固相碳化法两种。
 
碳纤维原丝
(图示:碳纤维原丝)
 
  气象法是由烃或芳烃等小分子有机物在惰性气流下高温热解,再沉积成纤维状的物质。这种方法只能得到短纤维,制备不出长纤维,工艺条件又比较苛刻。现在工业上用的碳纤维,大多都是采用有机纤维固相碳化而来的。它可以分为四个阶段,第一是物理脱水阶段;第二是从纤维素单元中脱氢阶段;第三是通过游离反应,让环侧基断链;第四是芳构化阶段。
 
  用来制取碳纤维的有机纤维要满足一些条件,不是随便什么纤维都可以的。首先,在碳化过程中不会熔融,能保持原来的形状,然后,它的碳化率要高,碳化后的产品有良好力学性能。如果想要制备出长丝,它也必须是连续稳定的长丝。人们对多种有机纤维做了研究,最后发现制备碳纤维较好的有聚丙烯腈纤维和沥青纤维等。现在使用最多的还是聚丙烯腈基碳纤维,占总量的90%以上。
 
  碳纤维中的碳元素含量,达到95%左右,既有纤维柔软、华顺的优点,又有碳坚硬、高强的特性,符合人们对质轻高强的追求。自碳纤维发明出来以后,它就展现出优越的性能,能使用在多个领域,例如在体育行业制造为优越的体育用品,在汽车制造业充当优秀的零部件等。

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