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    碳纖維

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    碳纖維

    • 所屬分類:碳纖維

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    • 發布日期:2020/06/08
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    詳細介紹

    工藝

    現代炭纖維工業化的路線是前驅纖維炭化工藝法,所用3種原料纖維的組成、碳含量等見表。

    制造炭纖維用的原纖維名 稱化學組分碳含量/%炭纖維收率/%黏膠纖維(C6H10O5)n4521~35聚丙烯腈纖維(C3H3N)n6840~55瀝青纖維C,H9580~90

    采用這3種原纖維制造炭纖維的流程都包括:穩定化處理(在200~400℃空氣,或用耐燃試劑等化學處理),炭化(400~1400℃,氮氣)和石墨化(1800℃以上,氬氣氣氛下)。為了提高炭纖維與復合材料基質的粘接性能需進行表面處理、上漿、干燥等工序。

    另一種制造炭纖維的方法是氣相生長法。將甲烷與氫的混合氣體在催化劑的存在下,于1000℃高溫下反應,可制得不連續的短切炭纖維,最大長度可達50 cm。其結構不同于聚丙烯腈基或瀝青基炭纖維,易石墨化,力學性能良好,導電性高,易形成層間化合物。(見氣相生長炭纖維)

    分類及命名

    現在炭纖維的主要產品有聚丙烯腈基,瀝青基及黏膠基3大類,每一類產品又因原纖維種類、工藝及最終炭纖維性能等不同,又分成許多品種?!疤坷w維”一詞實際上是多種炭纖維的總稱,因此分類及命名就十分重要。

    20世紀70年代末期,國際理論與應用化學聯合會(IUPAC)曾對炭纖維的分類和命名作了規定。首先用PAN(聚丙烯腈),MP(中間相瀝青)及VS(黏膠)表示炭纖維的類別,再以小寫英文字母表示熱處理溫度如lht(表示熱處理溫度,低于1400℃),hht(熱處理溫度在2000℃以上),然后再加上表示性能的符號(如HT表示高強、HM高模、SHT超高強、HTHS高強高應變、IM中模及UHM超高模等)。同時指出,聚丙烯腈基,黏膠基及普通型瀝青基炭纖維均屬難石墨化的聚合物炭,而中間相瀝青基炭纖維及氣相生長的炭纖維是易石墨化炭。


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