PAN基碳纤维的冻胶纺丝工艺简析

  聚丙烯腈(PAN基)的熔点比分解温度要高,所以聚丙烯腈不能采用熔体纺丝成形,因所以一直采用溶液纺丝法。为了简化溶液纺丝法的工艺流程,减少纤维生产成本和环境污染,研究人员提出了聚丙烯腈的冻胶纺丝法,由于技术有限,目前未形成工业化生产,本文小编就给大家介绍一下PAN基碳纤维的冻胶纺丝工艺。

  PAN基增塑熔融纺丝首先必须解决的问题是将增塑后聚合物的熔点降低小于分解温度。这种方法能够降低聚合物的分子量,改变共聚物的组分,也可通过加入增塑剂的方式来实现。

  聚丙烯腈(PAN基)的湿法成形的聚丙烯腈的分子量相对分子质为5-8万,其熔点高于分解温度,不能进行熔融纺丝,而增塑熔融纺的聚丙烯腈相对分子质量一般为3-6万,分子量低,能够降低熔体粘度。

  由于增塑熔融纺丝的聚丙熔融在PAN大分子主链上引入其它单体的共聚物。这种内增塑方法能有效地降低PAN的熔点,如引入异戊二烯,当其含量达25%-33%时,共聚物的熔点可降低至170-190℃。但共聚物中PAN含量应不得少于70%,否则碳纤维复合材料的力学性能将会受到影响。

  用于增塑熔融法纺丝的共聚物单体通常有丙烯酸甲酯(MA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、偏氯乙烯等,其含量控制在5%-15%,不仅能降低熔点外,还能改善可纺性、可拉伸性和成品纤维的性能。

 

       阅读延伸:《PAN基碳纤维的制备工艺分析