碳纖維是碳含量占90%以上的纖維狀碳材料,由于碳纖維具有很好的抗拉強度和彈性模量,出色的強度、模量、密度、耐腐蝕、抗疲勞等等的特性,它的復合材料在軍事、 、交通軌道、醫療器材、工業器械等領域有著廣泛的應用,成為了目前炙手可熱的復合材料之一。
由于PAN基碳纖維的碳化收率能達到45%,高于其他幾種原料,而且工業流程簡單易操作,條件也容易把控,成本相對比較低,特別是它的力學性能,如抗拉輕度,彈性模量都非常出色,成為了當下生產應用最廣泛的碳纖維。
PAN基碳纖維的生產流程
1、紡絲:聚丙烯腈以水溶劑制得15%的紡絲液,水溶劑一般為硫氰酸鈉或硝酸、二甲基亞砜等,經過濕法紡絲或者干噴紡絲等紡絲工藝既可制得PAN原絲。制得的PAN原絲于緯織機中織成布,然后送預氧化處理器進行預氧化處理。
2、預氧化處理:預氧化處理分兩段進行,聚丙烯腈纖維布先在催化劑存在于200~220℃及張力狀態條件下用空氣(或氧化)進行氧化處理10~30min,并在220~330℃及張力狀態條件下繼續氧化處理30~100min,使纖維的顏色逐漸由白變黃,最后變成銅褐色。預氧化處理中產生的廢氣由處理裝置中排出,處理的纖維送炭化處理器進行炭化處理。
3、炭化處理:炭化過程在純氮氣流(或真空)保護下進行,經過低溫炭化(300~1000℃)和高溫炭化(1000~1800℃)轉化成具有亂層結構的碳纖維。炭化過程中產生的氮氫分解氣體及炭化分解氣體先后由炭化處理裝置中排出,經炭化處理過的纖維送石墨處理器中進行處理。
4、石墨化處理:石墨化處理時采用碳管爐間歇生產,也可以用電流通過纖維,利用纖維自身的導電性能產生熱量進行連續處理。石墨化過程是在惰性氣體(氬氣)保護下進行的,在2000~3000℃高的熱處理溫度下牽伸石墨化。
經過石墨化處理所得碳纖維經過無損傷檢驗后送環氧樹脂處理浴用稀環氧樹脂進行溶液浸潤處理,使得到的單向無緯碳纖維布具有良好的橫向粘接性,便于使用時操作。處理過的無緯布進入溶劑干燥器使溶劑蒸發,然后再經無損傷檢驗即得成品碳纖維。
無錫威盛(RSN)新材料科技有限公司,有著在碳纖維領域長達十年的豐富經驗,主要從事碳纖維板材、管材、制品的生產和加工,威盛擁有完整的碳纖維制品生產線,生產制造工藝流程中的每一個環節都嚴格把關,生產的碳纖維材料和制品,無論是性能還是外觀,都經得起客戶的檢驗,受到了廣大客戶的一致好評。