碳纤维原丝可以由聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶基纤维、酚醛纤维等原料加工而成，其中聚丙烯腈纤维（PAN基）应用较多，本文博实小编给大家分析一下PAN基碳纤维的制备工艺。

　　1、原丝的制备

　　聚丙烯腈纤维本身是一种化学纤维，分子结构是含有强极性侧基的线形大分子。用于制备碳纤维的聚丙烯腈原丝与其他聚丙烯腈纤维相比，生产流程基本相同，大分子组成的主体也基本相同。但由于用途不同，所以工艺参数的选择和控制、共聚组分的种类和用量等都略有差异，原丝的要求更高。

　　2、原丝的预氧化

　　由于聚丙烯腈是含强极性侧基的线形大分子，为了使之转化为耐热的环状(或梯形)结构，能够在高温炭化时不熔不燃，保持纤维形态，必须先将原丝在200-300℃的空气中进行预氧化处理。原丝经过预氧化之后，其体系不发生环化反应、脱氧反应、氧化反应，纤维颜色逐渐变黑，同时发生收缩。

　　3、预氧化丝的炭化

　　预氧化丝在惰性气体保护下，于800-1500℃进行炭化反应，此时纤维中的各种非碳原子因反应而被排出体系，纤维的含碳量由预氧化丝的60%提高到92%以上。预氧化丝在炭化前应在100-280℃条件下进行烘干，以除去物理吸附的氧气和水分。炭化时必须控制氧化性气体的存在，所用高纯氮的含氧量需在百万分之十以下，同时严格控制工艺参数，如升温速率、温度、时间、拉伸倍数、炭化后的冷却速率等。

　　4、碳纤维的后处理

　　炭化处理得到的碳纤维表面缺少活性官能团，将其作为增强材料，不能够很好的发挥出特性，需对其进行后处理。 可采用化学试剂增加碳纤维与树脂基质之间的界面作用，同时增加表面的含氧官能团和粗糙度。

　　以上便是PAN基碳纤维的制备过程了，比起沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维等其它种类的碳纤维。其应用范围高达90%，在航天航空、军工海装、轨道交通、汽车制造、高端医疗等领域都有应用。

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