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《聚丙烯腈基碳纖維生產(chǎn)工藝的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、16輕紡工業(yè)與技術(shù)2011年第40卷第2期聚丙烯腈基碳纖維生產(chǎn)工藝的研究屈嵐（太原理工大學輕紡工程與美術(shù)學院，山西榆次030600）【摘要】簡要介紹了聚丙烯腈基碳纖維生產(chǎn)工藝路線,通過與山西恒天紡織新纖維科技有限公司（生產(chǎn)碳纖維）的交流合作，對聚丙烯腈基碳纖維的幾個重要工藝參數(shù)進行了研究和探討，旨在對提高碳纖維的生產(chǎn)質(zhì)量有所裨益。【關(guān)鍵詞】聚丙烯腈基碳纖維；聚合；牽伸；預氧化；炭化+中圖分類號：TQ342.39文獻標識碼：B文章編號：2095-0101（2011）02-0016-03在聚合釜中發(fā)生自由基聚合反應，其聚合
2、過程由鏈引0引言發(fā)、鏈增長、鏈終止等基元反應組成。此外，還可能伴隨碳纖維是目前乃至今后相當長一段時間內(nèi)鼓勵優(yōu)有鏈轉(zhuǎn)移反應。在聚合過程中，聚合的溫度是隨著時間先發(fā)展的高技術(shù)特種纖維之一。世界上碳纖維的生產(chǎn)有而變化的，這種溫度的變化是與丙烯睛發(fā)生的自由基共粘膠基碳纖維、聚丙烯腈基碳纖維和瀝青基碳纖維等三聚合反應各個階段聯(lián)系在一起的。大加工方法。其中，聚丙烯腈基碳纖維（以下簡稱PAN丙烯睛共聚合的溫度—時間大體分為以下幾個階基碳纖維）及其加工路線具有技術(shù)成熟、產(chǎn)品性能好等段：誘導期，初級自由基為阻聚雜質(zhì)所終止，無聚合物形優(yōu)勢
3、，在碳纖維加工中處于主導地位。PAN基碳纖維的成，聚合速率為零。誘導期過后，單體開始正常聚合，轉(zhuǎn)加工制造涵蓋了高分子材料學、碳素學、表面處理學、熱化率在10%～20%以下的階段稱做初期；中期發(fā)生鏈引傳導學等專業(yè)技術(shù)學科，是一項高技術(shù)加工領(lǐng)域，牽涉發(fā)和鏈增長反應，反應迅速，放出大量的熱，同時隨著聚著一項多學科交叉、多技術(shù)集成的系統(tǒng)工程?，F(xiàn)從研究合的進行，體系粘度增大，但體系粘度還不足以阻礙單的角度簡要介紹PAN基碳纖維工藝路線，并對PAN基體擴散，鏈增長速率常數(shù)Kp變化不大，因此使Kp/Kr增碳纖維生產(chǎn)工藝中的幾個主要問
4、題進行分析說明。大若干倍，活動鏈壽命延長，自動加速顯著，聚合速率迅速增大，溫度隨時間升高很快；后期，聚合繼續(xù)進行，此1基纖維—聚丙烯腈的生產(chǎn)工藝流程時，體系的粘度開始阻礙單體的擴散，鏈增長速率常數(shù)1.1聚丙烯腈共聚物的制備Kp變小，Kp/Kr保持不變，鏈增長的速率和鏈終止速率丙烯睛及其共聚單體、溶劑DMSO，按照AN丙烯相等，分子量的增長減緩，反應趨于平穩(wěn)，溫度基本不腈∶MA丙烯酸甲酯∶IA衣康酸=95.4∶3.2∶1.4的比例配方，變。在C-D階段內(nèi)，Kp和Kt繼續(xù)變小，鏈終止的速率大在聚合釜中溶液聚合，通過控制引發(fā)
5、劑用量、聚合溫度、于鏈增長的速率，此時，聚合已經(jīng)大部分完成，體系內(nèi)單聚合時間來控制聚合轉(zhuǎn)化率，以制得分子量和分子量分體濃度已經(jīng)很低，體系的溫度開始緩緩降低。在D-E階布都符合紡絲要求的共聚物。得到的聚合物溶液經(jīng)過脫段內(nèi)，反應完成，溫度不再變化，如果延長聚合時間會增除單體后即得聚丙烯睛紡絲原液。大轉(zhuǎn)化率，但不會提高聚合物的分子量。因此聚合反應PAN紡絲用原液之所以采用三元共聚物溶液，是因在聚丙烯睛分解溫度以下進行，是一個放熱的不可逆反為第二、第三單體的加入可以極大地改善PAN原絲的應，同時這一聚合是鏈式反應，反應鏈一旦被
6、引發(fā)就會力學結(jié)構(gòu)，提高原絲的綜合性能。丙烯睛及其共聚單體立即長成一個大分子，反應不會停留在中間階段，反應系統(tǒng)中只會分離出單體和聚合物，而不存在中間產(chǎn)物。在聚合時的不同階段，攪拌速度是不一樣的，加快收稿日期：2011-02-25攪拌速度，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化率和Mw減小，這是因為攪拌速度作者簡介：屈嵐（1965-），女，太原理工大學輕紡工程與美加快時，顆粒碰撞幾率增大，增加了單體擴散至長鏈自術(shù)學院實驗師，主要從事紡織材料學的教學和研究。由基的機會，但鏈增長速率常數(shù)Kp不大，鏈終止常數(shù)2011年第40卷第2期輕紡工業(yè)與技術(shù)17Kt增大
7、，結(jié)果是聚合速率下降，使最終反應轉(zhuǎn)化率降料進入聚合釜，在60℃、常壓條件下進行聚合反應約低，由于Kt增大，自由基平均壽命縮短，結(jié)果使平均聚24h，然后控制溫度在40℃左右負壓條件下進行脫單脫合度減小，平均分子量減小。泡，以脫去未反應的單體AN和氣泡，脫出的單體丙烯1.2聚丙烯腈纖維的紡絲與牽伸腈經(jīng)冷凝后可回用。AN原料中含有阻聚劑、水等雜質(zhì)，1.2.1紡前處理和紡絲精餾目的主要是去除阻聚劑和水，使AN的純度達到聚合產(chǎn)生的聚丙烯睛溶液，首先要經(jīng)過閃蒸取出未99.999%，聚合反應在氮保護下進行。反應的單體，再經(jīng)過負壓脫泡
8、和板框機過濾等紡前處聚合物脫單脫泡后經(jīng)過濾噴絲，噴絲頭出來的原液理。這是因為丙烯睛漿化或溶解時，由于操作或機械的細流在0℃左右的凝固浴中冷卻成型，成型后的凝膠絲問題可能有部分漿塊產(chǎn)生。大的漿塊會堵塞管道，小的條采用60℃左右的純水進行水洗，洗去溶劑二甲基亞漿塊則隨原液一同進入噴絲頭而堵塞噴絲頭，造成紡絲砜，水洗后的二甲基亞砜水溶液
