碳纖維工業(yè)化生產(chǎn)中原絲工藝研究.pdf

1、碳纖維是一種含碳量為90％以上的纖維材料，既具有碳材料固有的特性，又兼具纖維的柔軟性，在航空、航天、汽車、電子、機(jī)械、化工、運(yùn)動(dòng)器材等領(lǐng)域的應(yīng)用極其廣泛，是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略型新興材料。PAN基碳纖維是以PAN為主要原料，經(jīng)過(guò)聚合、紡絲生產(chǎn)出PAN原絲，原絲在經(jīng)過(guò)預(yù)氧化、碳化及表面處理后制得的高性能纖維材料，是目前發(fā)展最快、應(yīng)用最廣泛的高性能纖維材料之一。
　　本文以PAN為原料，利用聚合裝置及紡絲裝置，結(jié)合吉林石化公司碳纖維廠聚

2、合和紡絲裝置工藝條件特點(diǎn)和吉林石化公司多年來(lái)在碳纖維領(lǐng)域的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，研究確定聚合工藝和紡絲工藝的主要參數(shù)。
　　聚合裝置通過(guò)試驗(yàn)分析聚合反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度對(duì)聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、旋轉(zhuǎn)粘度和增比粘度的影響，從而確定合理的聚合反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度。通過(guò)試驗(yàn)分析聚合反應(yīng)引發(fā)劑濃度和投料濃度對(duì)聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、旋轉(zhuǎn)粘度和增比粘度的影響，從而確定合理的聚合反應(yīng)引發(fā)劑濃度和投料濃度。通過(guò)試驗(yàn)分析系統(tǒng)真空度對(duì)聚合液旋轉(zhuǎn)粘度、增比粘度和殘余單體含量的影響，

3、從而確定合理的系統(tǒng)真空度。最終確定聚合裝置主要工藝參數(shù)。
　　紡絲裝置通過(guò)試驗(yàn)分析噴絲板、噴絲板壓力及物料粘度對(duì)噴絲效果的影響，從而確定合理的噴絲板選型、物料粘度和噴絲板壓力。通過(guò)試驗(yàn)分析空氣浴距離對(duì)噴絲效果的影響，從而確定合理的空氣浴距離。通過(guò)試驗(yàn)分析凝固浴對(duì)原絲截面形狀、噴絲效果及絲束運(yùn)行效果的影響，從而確定合理的凝固浴溫度、濃度和循環(huán)量。通過(guò)試驗(yàn)分析牽伸和水洗對(duì)殘余DMSO含量和絲束柔軟度的影響，從而確定合理的牽伸和水洗溫度