碳纖維原絲是由聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、粘膠基纖維、酚醛纖維等原料加工而成的，其中，聚丙烯腈纖維制取碳纖維主要包括以下幾個工序：①聚丙烯睛原絲的制備;②原絲的預氧化;③預氧化絲的炭化;④碳纖維的后期處理。下面就來具體講講。
 

（圖示：碳纖維）

 

　　1、聚丙烯腈精原絲的制備。聚丙烯腈纖維本身是一種服用纖維，其分子結構是含有強極性側基的線形大分子。用于制備碳纖維的聚丙烯腈原絲與服用聚丙烯腈纖維相比，生產流程基本相同，大分子組成的主體也基本相同。但由于用途不同，因而具體工藝參數的選擇和控制、共聚組分的種類和用量等都略有差異，原絲的要求更高。

 

　　2、聚丙烯腈原絲的預氧化。由于聚丙烯腈是含強極性側基的線形大分子，為了使之轉化為耐熱的環狀(或梯形)結構，以便在高溫炭化時不熔不燃，保持纖維形態，必須先將原絲在200一300℃的空氣中進行預氧化處理。隨著預氧化的進行，體系不發生環化反應、脫氧反應、氧化反應，纖維外觀由經黃、棕，然后變黑，同時發生收縮。

 

　　3、預氧化絲的炭化。預氧化絲在惰性氣體保護下，于800-1500℃進行炭化反應，此時纖維中的各種非碳原子因反應而被排出體系，纖維的含碳量由預氧化絲的60%提高到92%以上。預氧化絲在炭化前應在100-280℃條件下進行烘干，以除去物理吸附的氧氣和水分。炭化時必須嚴防氧化性氣體的存在，所用高純氮的含氧量需在百萬分之十以下，同時嚴格控制工藝參數，如升溫速奉、處理溫度、處理時間、拉伸倍數、炭化后的冷卻速率等。

 

　　4、碳纖維的后處理。上述炭化得到的碳纖維由于表面缺少活性官能團，且不夠粗糙，因而作為增強材料，其特性發揮不充分，需對其進行后處理。就是通過采用適當的方法，增加表面的含氧官能團和粗糙度，提高碳纖維與其基體樹脂之間的粘結力。

 

　　這個就是聚丙烯腈碳纖維的制備過程了，比起瀝青基碳纖維、粘膠基碳纖維等其它種類的碳纖維，它的使用范圍更廣，達到90%左右，在 、軍事安全、醫療衛生、汽車制造等很多領域都有應用。推薦閱讀：生產聚丙烯腈碳纖維時要注意什么