碳纤维的制备

1.聚丙烯腈基碳纤维

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  聚丙烯腈是制备高机能碳纤维的重要原料之一。目前的商品化CF中有70%～80%是PAN基碳纤维。PAN作为碳纤维原料的重要位置是由它自身的物理化学特点跟结构特点所决定的。首先从结构看，它是由碳骨架形成的大分子，在不破坏基本结构的情况下可通过疾速热分解反应得到分子链沿纤维轴方向择优取向的纤维，而它的热分解温度低于熔融温度，热分解时不会引起PAN的熔化。另外，有两个工艺进程可施加牵伸，保障分子链的高度取向。一个是在PAN纺丝进程中牵伸可高达800%。另个是在PAN纤维牢固化处理时，在温度180℃左右可塑性变形。此外，PAN纤维纺丝后处理改性可进一步进步取向度。最后，PAN在1000℃以上热处理时碳收率很高。诚然最早用PAN作原料研制碳纤维的是西方一些国度，但日本后来居上，在20世纪70年代后期，将PAN转变成一系列机能优良的碳纤维，时至今日，始终处于碳纤维制造业确当先位置。 123,123
  2.PAN基前驱体的制备
  
  家喻户晓，PAN前驱体系备工艺是碳纤维制备的要害技巧之一。碳纤维管又称碳素纤维管，也称碳管，碳纤管，是采用碳纤维复合材料预浸入苯乙稀基聚脂树脂经加热固化拉挤（缠挠）而成。在制过程中，可以通过不同的模具生产出各种型材，如：不同规格的碳纤维圆管，不同规格的方管，不同规格的片材，以及其它型材：在制作过程中也可以包3K进行表面包装美化等等。碳纤维管具有强度高，寿命长、耐腐蚀，质量轻、低密度等优点，广泛应用于风筝、航空模型飞机、灯用支架、PC设备转轴、蚀刻机、医疗器械、体育器材等机械设备。尺寸稳定、导电、导热、热膨胀系数小、自润滑和吸能抗震等一系列优异性能。并具有高比模、耐疲劳、抗蠕变、耐高温、耐腐蚀、耐磨损等。碳纤维型材与传统的玻璃纤维相比，杨氏模量是其3倍多；它与凯夫拉纤维相比，杨氏模量是其2倍左右，在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性突出。CF机能的优劣很大水平上取决于原丝的机械机能。碳纤维用PAN原丝与个别民用PAN有很大差别，首先原料污浊度要高，杂质会引起CF结构上的缺点，影响机械机能。另外，请求直径小，纤维轴向取向度高，结晶含量高，环化活化能低。 123456