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碳纖維的化學(xué)性質(zhì)比較穩定，因為碳元素的各種同素異形體(金剛石、石墨、非晶態(tài)的各種過(guò)渡態(tài)碳)，根據形態(tài)的不同，在空氣中在350℃以上的高溫中就會(huì )不同程度的氧化；在隔絕空氣的惰性氣氛中(常壓下)，元素碳在高溫下不會(huì )熔融，但在3800K以上的高溫時(shí)不經(jīng)液相，直接升華，所以不能熔紡。 所以，碳纖維制品的加工方法也是有—定的講究的。
碳纖維的加工方法
碳在各種溶劑中不溶解，所以不能溶液紡絲。碳纖維不能用熔融法或溶液法直接紡絲，只能以有機纖維為原料，采用間接方法來(lái)制造。
通常用有機物的炭化來(lái)制取 碳纖維，即聚合預氧化、炭化原料單體原絲—預氧化絲—碳纖維。碳纖維的品質(zhì)取決于原絲，其生產(chǎn)工藝決定了碳纖維的優(yōu)劣。以聚丙烯腈(PAN) 纖維為原料，干噴濕紡和射頻法新工藝正逐步取代傳統的碳纖維制備方法(干法和濕法紡絲)。
干噴濕紡法
干噴濕紡法即干濕法，是指紡絲液經(jīng)噴絲孔噴出后，先經(jīng)過(guò)空氣層(亦叫干段)，再進(jìn)入凝固浴進(jìn)行雙擴散、相分離和形成絲條的方法。經(jīng)過(guò)空氣層發(fā)生的物理變化有利于形成細特化、致密化和均質(zhì)化的絲條。紡出的纖維體密度較高，表面平滑無(wú)溝槽，且可實(shí)現速紡絲，用于生產(chǎn)高性能、 高質(zhì)量的碳纖維原絲。干噴濕紡裝置常為立式噴絲機，從噴絲板噴出的紡絲液細流經(jīng)空氣段(干段) 后進(jìn)入凝固浴，完成干噴濕紡過(guò)程；再經(jīng)導向輥、 離浴輥引m的絲條經(jīng)后處理得到 P A N纖維。
離開(kāi)噴絲板后的紡絲液細流先經(jīng)過(guò)空氣層(干段再進(jìn)入凝固浴，干段很短，但對凝固相分離和成纖結構有著(zhù)重大影響。在空氣層擠出的紡絲液細流中的溶劑急速蒸發(fā)，表面形成了薄薄致密層，細流進(jìn)入凝固浴后可抑制雙擴散速度；由于在噴絲板出口處產(chǎn)生膨脹效應，靠細流自身的重力以及牽伸力向下流動(dòng)，然后經(jīng)干噴濕紡的正牽伸可使脹大部分被牽伸變細后進(jìn)入凝固??；凝固浴采用低溶劑質(zhì)量分數配比和低溫凝固，低溶劑質(zhì)量分數配比可加大溶劑與細流之間的質(zhì)量分數差，加速擴散；低溫可抑制擴散速度，利于沉淀結構致密化、均質(zhì)化，較終紡出的原絲和所制碳纖維表面較平滑而無(wú)溝槽。與純濕紡相比， 干噴濕紡可紡出較高密度且無(wú)明顯皮芯結構的原絲，大幅提高了纖維的抗拉強度，可生產(chǎn)細特化和均質(zhì)化的高性能 碳纖維。
大家都看懂了上述的干噴濕紡法嗎？干濕法紡出的原絲強度高，拉伸性強，平滑，缺陷小，所制成的 碳纖維成品質(zhì)量也很高。關(guān)于碳纖維更多的知識，請多多關(guān)注我們翔盛 碳纖維。