聚丙烯腈基碳纖維的預氧化過程

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聚丙烯腈是制造碳纖維原絲的重要資料之一，當初，將近90%的碳纖維是用聚丙烯腈纖維制造的。碳纖維板制成的碳纖維單向板材能充分發揮碳纖維的強度和彈性模量，在施工時可免除碳纖維單向織物的樹脂固化階段，強度利用效率高，施工方便。預氧化是制造進程中十分重要的一個環節，它能使線型分子鏈轉化為耐熱的梯型結構，而在高溫炭化時不熔不燃，堅持纖維狀況，從而得到高品質的碳纖維。下面就具體來講一下。
 

在預氧化進程中，聚丙烯腈纖維色彩從白經黃、棕色的變更之后，逐步變黑，表明其內部產生了龐雜的化學反應。碳纖維制品就是指以碳纖維預浸布為原材料，通過不同的加工方法，加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。化學反應有這樣多少種：環化反應、脫氫反應跟氧化反應。未環化的聚合物鏈或環化后的雜環均可因為氧的作用而產生脫氫反應。除了脫氫之外，同時氧還直接被結合到預氧絲的結構中去。若纖維被充分預氧化的話，預氧絲中含氧甚至可高達16%~23%，但個別來說，要把持在6%~12%之間，太多了不好。 123456
在預氧化進程中放熱反應是最重要的反應，放熱總量最高可能達到1000kca/kg,這些熱量必須立刻消散掉，不然溫度過高的話會導致纖維斷裂，全部制造進程也算是失敗了。碳纖維復合材料經過一系列熱處理轉化而成，含碳量高于90%的無機高性能纖維，是一種力學性能優異的新材料，具有碳材料的固有本性特征，又兼備紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。所以這是個很要害的技巧問題。在預氧化進程中還會有較大的熱緊縮反應，一種起因是聚丙烯腈原絲自身的緊縮反應，還有一種起因是環化進程中產生化學緊縮。為了用聚丙烯腈原絲制得機能更好的碳纖維，要堅持好分子主鏈結構對纖維軸的擇優取向，氧化進程中還必須對纖維施加張力，履行多段拉伸。