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行業知識
PAN基碳纖維生產過程是怎樣的？
- 作者：普向
- 發布時間：2021-09-27 12:00
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隨著工業生產的不斷發展，對產品的質量與性能要求在不斷地提高，尤其是在航空航天、軍工、醫療、軌道交通等領域，PAN基碳纖維強度剛度都能滿足使用性能的要求，甚至可以代替鋼材、鋁合金等金屬材料，成為排名第二的世界高性能纖維材料。那么PAN基碳纖維生產過程是怎樣的呢？下面就來為大家介紹下。
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。
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、碳化處理
碳化過程在純氮氣流（或真空）保護下進行，經過低溫碳化（300~1000℃）和高溫碳化（1000~1800℃）轉化成具有亂層結構的碳纖維。碳化過程中產生的氮氫分解氣體及碳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。
5、浸潤處理
石墨化處理所得碳纖維經過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。
以上就是關于PAN基碳纖維生產過程的全部內容了，碳纖維復合材料經過幾十年的發展，從最初只用于航天航空、軍事等高端領域到現在民用領域的應用也越來越廣泛。
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