碳纤维在制备过程中要注意哪些问题?

  碳纤维可以用多种类型聚合物制得,例如粘胶纤维、聚丙烯腈纤维、芳香族聚酰胺纤维等。有些热固性聚合物也可以制得碳纤维,例如酚醛树脂和糠基树脂。本文就来给大家讲一下碳纤维在制备过程中要注意些什么。

  首先要求制得含碳量尽可能高的原丝,以便在将其转变成碳纤维的过程中保持住纤维的形态。要做到这点,原丝的稳定化很为重要,它可避免聚合物大量挥发或熔融。一般采用较多的是PAN基,主要是因为其制备稳定并且方便,而且成本可控。

  在高模量碳纤维的制备过程中,要求石墨层能择优沿纤维轴取向。石墨晶体的层状特性导致了它具有高度的各向异性。石墨的典型结构是碳原子以六方形排列成相互呈平行的层状,在同-层向,各个碳原子都与共相邻的三个碳原子构成强固的共价键。高模量碳纤维的制备需包括使各碳平面层发生沿纵向取向的步骤,这可通过使碳纤维本身发生塑性形变,或使在原丝转变为碳纤维的过程中发生塑性形变来达到。

  对碳纤维微细结构缺陷的消除也需要格外注意,让所形成的石墨平面有所发展。让碳素纤维在2500℃的温度下进行热处理,这样可以提高结晶的序态。

  目前碳纤维制品大到航空航天、军工海装,小到体育器材以及生活的方方面面都可以看到,随着技术的不断发展,碳纤维的应用领域将更加扩大。

 

       阅读延伸:《沥青碳纤维是如何制造的?