PAN基碳纖維原絲生產水浴牽伸過程分析及優(yōu)化.pdf

1、碳纖維是含碳量大于百分之九十，且因其高強度和高模量而日益被廣泛應用的纖維狀復合材料。聚丙烯腈基碳纖維是目前生產工藝簡單且性能最好的碳纖維。高質量聚丙烯腈原絲是生產高性碳碳纖維的前提。初生纖維結構疏松，強度低，不能直接應用。而通過牽伸工藝過程，能夠改善初生纖維的結構，提高其性能，使其成為高質量的原絲。水浴牽伸是牽伸工藝的重要環(huán)節(jié)，因此，對水浴牽伸過程的研究對原絲質量的影響就具有十分重要的意義。
　　本文主要進行了以下研究:
　

2、　(1)探究了在PAN初生纖維成型過程中，牽伸條件（牽伸倍數(shù)、溫度等）對取向度的影響及其程度，發(fā)現(xiàn)水浴牽伸倍數(shù)對取向度的影響程度較高。
　　(2)在原絲牽伸過程中，保證其他工藝條件固定不變，通過觀察在不同的牽伸倍數(shù)下的原絲結構與性能，探究了牽伸倍數(shù)對原絲取向度的影響，發(fā)現(xiàn)在牽伸過程中，總牽伸倍數(shù)在6-8倍，水浴牽伸在1.8倍最佳。
　　(3)通過改變牽伸條件，觀察水浴牽伸過程中應力-應變曲線的變化，進一步了解了水浴牽伸過程中

3、纖維的力學性能及結構變化。
　　(4)研究了形變行為力學的關系，推導出了單纖維拉伸過程的模型及牽伸速率與張力數(shù)學模型。通過MATLAB建立Simulink模型對數(shù)學模型進行仿真，驗證了模型的準確性。
　　(5)通過對Simulink模型進行調整，增加一些輔助模塊，建立了斷裂應力與最大牽伸倍數(shù)之間的模型，通過此模型能夠得到在最佳拉伸條件下，保證纖維未發(fā)生斷裂前的最佳的牽伸倍數(shù)。
　　通過實驗分析以及模擬仿真，對工業(yè)上碳纖