聚丙烯腈基碳纖維原絲生產(chǎn)工藝研究.pdf

1、原絲質(zhì)量及性質(zhì)的好壞是成品碳纖維的關(guān)鍵因素，決定著碳纖維最終性能。因此如何提高紡絲液的質(zhì)量，如何優(yōu)化原絲的各項影響因素，從而得到品質(zhì)優(yōu)異、性能良好的原絲產(chǎn)品是獲得高品質(zhì)的碳纖維的關(guān)鍵問題。
　　本文首先從紡絲液制備過程中的分析其影響因素:
　　1、聚丙烯腈紡絲液的旋轉(zhuǎn)粘度與聚合反應(yīng)的時間成正比，反應(yīng)前2小時變化緩慢;2～7小時粘度增加較快，此后粘度增長緩慢。
　　2、反應(yīng)溫度升高，紡絲液的增比粘度逐漸降低。
　　

2、3、引發(fā)劑濃度升高，聚合反應(yīng)的單體轉(zhuǎn)化率逐漸升高，紡絲液的旋轉(zhuǎn)粘度逐漸降低，紡絲液增比粘度逐漸降低。
　　4、投料濃度提高，聚合反應(yīng)的單體轉(zhuǎn)化率提高、紡絲液的旋轉(zhuǎn)粘度及聚合物特性粘度均升高。
　　5、系統(tǒng)真空度升高，殘余單體含量逐漸降低，旋轉(zhuǎn)粘度、增比粘度逐漸升高。
　　其次本文介紹了紡絲過程中的影響因素:
　　1、隨著聚丙烯腈原絲DMSO殘余量的降低，原絲線密度CV值隨之降低，經(jīng)碳化獲得的碳纖維產(chǎn)品的強(qiáng)度不斷升

3、高，降低聚丙烯腈原絲產(chǎn)品中的DMSO殘余量是生產(chǎn)高性能碳纖維原絲的必要條件，也是生產(chǎn)高性能碳纖維的前提條件。
　　2、對油劑使用對聚丙烯腈原絲質(zhì)量的影響進(jìn)行研究，通過實驗我們得出:
　　(1)原絲纖維的表面細(xì)孔半徑為R1，油劑的平均粒徑為R2，如果能將R1控制在6～30 nm之間，并且滿足R1＜R2/2的條件，此時制得的聚丙烯腈原絲有較好的通過性和拉伸強(qiáng)度。
　　(2)從制得碳纖維的各項控制指標(biāo)和生產(chǎn)成本考慮，現(xiàn)階段采

4、用有效成分在28～32％的硅型油劑更加合理。
　　(3)在紡位數(shù)相同的情況下，隨著油劑配置濃度的降低，兩種油劑對應(yīng)的原絲收率和原絲含油率均呈下降趨勢，原絲碳化后得到的碳絲灰分含量也呈現(xiàn)下降趨勢。
　　(4)從產(chǎn)品性狀看，油劑粘度在1500～1800時，產(chǎn)品的外觀、手感較好;油劑的均一附著性、集束性、抗靜電性、耐熱性好;并且無分絲、并絲現(xiàn)象。
　　3、進(jìn)口紡絲設(shè)備制得產(chǎn)品的線密度CV值較國產(chǎn)設(shè)備降低約0.7％，高精度、高