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干喷湿纺法解决碳纤维生产技术难题

日期:2015-02-09 16:12阅读次数:
  干喷湿纺,顾名思义即纺丝液经喷丝孔喷出后不立即进入凝固进行双扩散、相分离和形成丝条。如果说成纤是一物理过程,在干段发生的物理变化有利于形成致密化和均质化的丝条,为生产高性能原丝奠定了基础。
碳纤维布
(图示:碳纤维板)
 
  干喷湿纺的环境显著不同于湿法和干纺,他们的差异有一下几点:
 
  1.纺丝液离开喷丝孔后,纺丝液细流先经过空气层,然后才进入凝固浴。在空气层,可近似看做溶剂和沉淀剂为0.
 
  2.在喷丝孔出口处,由于干喷湿纺可实现在牵伸,可能把胀大部分被牵伸变细后才进入凝固浴。因此,干喷湿纺纺出的原丝和所制碳纤维表面较平滑而无沟槽。
 
  3.湿纺凝固浴温度较高,一般采用50——60℃。因为湿纺的固含量较低,高温促进双扩散进行,防止丝条表面粘接。但是,凝固浴温度也布能太高。高温促进丝条之间的热容并。对于干喷湿纺,凝固浴采用低溶剂质量分数配比和低温凝固。
 
  4.同样的纺丝液,干喷湿纺出口处的最大膨胀与干法相似,但比湿纺大的多:湿纺细流表层开始凝固要比干喷湿纺早的多,同时也说明为什么干喷湿纺的喷丝孔直径要比湿纺大的缘故。
 
  5.在细流表层因溶剂挥发而形成薄的致密层;当进入凝固浴后,这薄的致密层可抑制双扩散速度,阻止了大孔的生成,因而得透明而致密的凝胶丝条。
 
  用法纺丝得到的纤维,结构比较均匀,皮芯层差异小,强度和弹性均有提高,截面结构近似圆形,纤维表面光滑,纤维内部缺陷少。纺出的纤维致密性好,体密度较高,可制得高性能碳纤维,在碳纤维复合材料使用领域优于湿法纺丝碳纤维性能。

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