資源描述：
《聚丙烯腈纖維的生產工藝論》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在工程資料-天天文庫。
1、聚丙烯腈纖維的生產工藝摘要：本文綜述了聚丙烯腈基炭纖維的國內外市場和發(fā)展現(xiàn)狀，碳纖維及其復合材料的應用進展，詳細介紹了碳纖維生產工藝，包括原絲制備、預氧化、碳化的一些新進展，指出了當前國內炭纖維與國外產品的差距。并就當前我國炭纖維的發(fā)展現(xiàn)狀給出了具體的應對措施，對發(fā)展我國炭纖維工業(yè)具有一定的指導意義。關鍵詞：聚丙烯腈；碳纖維；應用；生產工藝AbstractPolyacrylonitrilebasedcarbonfibersathomeandabroadwasreviewedinthispaperthemarketanddevelopmentstatusofcarbonfibersand
2、theprogressoftheapplicationofcompositematerials,carbonfiberproductiontechnologywasintroducedindetail,includingtheoriginalyarnpreparation,oxidationandcarbonizationofsomenewprogress,pointsoutthecurrentdomesticcarbonfibergapwithforeignproducts.AndthecurrentstatusofthedevelopmentofcarbonfibersinChin
3、aaregivenspecificmeasures,forthedevelopmentofcarbonfiberindustryinChinahascertainguidingsignificance.Keywords:polyacrylonitrile;Carbonfiber;Application;Theproductionprocess前言碳纖維是一種以聚丙烯腈（PAN）、瀝青、粘膠纖維等為原料，經預氧化、碳化、石墨化工藝而制得的含碳量大于90%的高強、高模、耐高溫特種纖維[1].。PAN基碳纖維生產工藝簡單、產品綜合性好，因而發(fā)展很快，產量占到90%以上，成為最主要的品種。碳纖
4、維具有高強度、高模量、低密度、耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦、導電、導熱、膨脹系數(shù)小、減震等優(yōu)異性能，尤其聚丙烯腈基ACF(PAN～ACF)中含有氮，對硫系和氮系化合物具有特殊的吸附能力，這是任何原料基ACF無法與其比擬的[2]。ACF能加工成不同形態(tài)的纖維制品(如布、帶、氈等)，使各種吸附和過濾裝置更加小型緊湊[3]。是航空航天、國服軍事工業(yè)不可缺少的工程材料，同時在體育用品、交通運輸、醫(yī)療器械和土木建筑等民用領域也有著廣泛應用。1國外碳纖維發(fā)展狀況1959年聚丙烯腈基碳纖維首先由日本的進藤昭男研制成功，1963年英國皇家航空研究中心在纖維熱處理中施加張力進行牽伸，制得高性能碳纖維。1967
5、年日本東麗公司[4]打通了生產工藝流程，并于1971年建成12t/a的生產線，20世紀80年代，碳纖維生產工藝的不斷改進，性能迅速提高，T400—T1000系列產品相繼研制成功[5]。世界上聚丙烯腈基碳纖維的生產，現(xiàn)在已分化為以美國為代表的大絲束碳纖維和以日本為代表的小絲束兩大類。國外已在環(huán)保、化工、食品、醫(yī)療、軍工、電子和日常生活等領域廣泛應用了ACF制品[6]。2國內碳纖維發(fā)展狀況我國碳纖維的研制生產發(fā)展較慢，主要研究單位有山西煤化研究所、吉林石化、山東大學、北京化工大學等，并且有很多家企業(yè)擬建或正在建設碳纖維工業(yè)化裝置，但性能均只能達到T300水平，且產量和質量都很不穩(wěn)定。我國碳
6、纖維90%以上依賴進口，極大的制約了我國相關產業(yè)的發(fā)展。3炭纖維生產工藝炭纖維生產的工藝流程見圖1[14]。3．1放絲過程放絲紗架分為有驅動和無驅動。對纖維進行無捻或加捻控制。具體的工藝要求：(1)放絲過程中的張力恒定；(2)對纖維無磨損；(3)捻度的控制。3．2預氧化過程Pan纖維熱穩(wěn)定化反應的研究起始于20世紀50年代，最初纖維環(huán)化結構是由Houtz[7]提出來的，后來被Burlant[8]、LaCombe[9]、Grassie[10]等接受并加以改進，這就是現(xiàn)在經常被引用的聚酰酰亞“梯形結構”。聚丙烯腈基炭纖維預氧化就是將可熔融有機前軀體纖維在氧化氣氛中經熱處理變?yōu)檫m于炭化的不熔
7、融六元環(huán)梯形聚合物一耐燃纖維的工藝過程。預氧化過程主要的工藝控制點：溫度梯度、預氧化時間、空氣的流動(廢氣的排放和新鮮空氣的補充)、牽伸。(1)氧化溫度:目前預氧氧爐大都采用在180--300攝氏度[11]的溫度范圍內多段梯度升溫，一般串聯(lián)2--3個預氧化爐，每個預氧化爐又分為多個溫區(qū)，每個溫區(qū)對應不同的升溫速率和停留時間。近年來采用射頻負壓軟等離子法加熱[12].(2)氧化時間氧化時間一般控制在60～120min，它是與氧化溫度密切配合的。而
