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碳纤维用PAN原丝应具备如下性能

返回列表 来源:本站 发布日期: 2021.07.06

①高相对分子质量(20万以上);

②合适的分子量分布(MWD);

③分子缺陷少;

④分子链平均取向角要小;

⑤共聚单体含量要低;

⑥细旦化;

⑦高强度、高模量;

⑧加热过程中由于-CN低聚产生的放热峰要宽,而且开始的温度要低;

⑨碳收率高同。

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    其中原丝细旦化,直径小,单位质量的外表面积大,有利于纺丝凝固过程及稳定化过程的双扩散进行,形成的原丝结构均匀,有利于原丝转变碳纤维过程中产生的挥发物逸出和热量的散失。原丝直径越小,制得的碳纤维直径也越细,缺陷在CF中出现的概率也小,纤维的性能相对高。上画所述原丝应具备的性能,只通过聚合和纺丝工艺很难完全达到,例如从碳纤维角度要求共聚单体含量要尽可能低,而从降低偶极力,提高牵伸比方面考虑,要提高共聚单体含量,因此纺丝过程所能获得的最大牵伸率是受到限制的。为了克服这些缺点,发展了原丝后处理改性工艺,进一步改善原丝的性能,提高最终碳纤维的性能,这些后处理改性包括以下几个方面:

①油剂涂层改性;

②采用一些化学试剂的化学改性,例如路易斯酸、有机碱、无机物等作为催化剂促进环化反应的进行。

    原丝涂敷的油剂主要改善稳定化和碳化工艺过程。油剂一般包括润滑剂、抗静电剂和乳化剂。这些助剂主要是为防止稳定化过程中纤维缠结、熔并和金属粘附到纤维上。润滑剂可减少金属对纤维的粘附,改善纤维间的集束性。大丝束原丝碳化时集束性是很重要的。抗静电剂是一种极性物质,有利于静电荷的释放,在纤维集束过程中会产生很多静电荷。乳化剂作用主要是提高油剂的稳定性。原丝油剂对最终CF性能也可能会有改善。稳定化后纤维上油可以进一步改善碳化后纤维的开纤性。


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本文标签: 碳纤维,PAN原丝,性能,碳纤维材料,碳纤维复合材料

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