自從近藤昭男研究出PAN基碳纖維，碳纖維就開始了多個領(lǐng)域綻放光芒的應(yīng)用之路。其實PAN基碳纖維的生產(chǎn)制備并沒有這么簡單。PAN基，又稱為聚丙烯腈基，也就是俗稱的腈綸，是紡織行業(yè)經(jīng)常會碰到的一種纖維材料。而將聚丙烯腈制成碳纖維，的確是一個靈光乍現(xiàn)的一種奇妙構(gòu)想。
 
 
聚丙烯腈碳纖維是由聚丙烯腈纖維為原料，通過多種復(fù)雜的生產(chǎn)工藝，制備而成的碳纖維，用作復(fù)合材料的增強(qiáng)體。為了提高PAN基碳纖維的生產(chǎn)效率，會選擇使用共聚聚丙烯經(jīng)纖維作為原料，因為它雜質(zhì)和缺陷較少，而且細(xì)度較為均勻，雖然細(xì)但強(qiáng)度較高，共聚聚丙烯經(jīng)纖維中鏈狀分子沿纖維軸取向度更好。
 
PAN基碳纖維的生產(chǎn)工藝盤點
 
首先我門先來了解一下PAN基碳纖維的生產(chǎn)工藝流程大致如何？
PAN原絲→預(yù)氧化→碳化→石墨化→表面處理→卷取→碳纖維。
 
1、PAN原絲制備：聚丙烯腈和黏膠原絲采用濕法紡絲制得，而瀝青和酚醛原絲則采用熔體紡絲制得。選擇高純度、高強(qiáng)度和質(zhì)量均勻分布的聚丙烯腈原絲，制備原絲時選擇的共聚單體為衣康酸等。在制備各異象性的高性能瀝青基纖維需要將瀝青預(yù)處理成中間相、預(yù)中間相和潛在中間相，作為燒灼材料用的黏膠基碳纖維中不能含有堿金屬離子。
 
2、預(yù)氧化：聚丙烯腈纖維預(yù)氧化（200℃~300℃），瀝青纖不融化（200℃~400℃），粘膠纖維熱處理（240℃），已得到耐熱和不熔的纖維，酚醛基纖維不需要預(yù)氧化處理。
 
3、碳化：聚丙烯腈纖維加熱至1000℃~1500℃，瀝青加熱至1500℃~1700℃，粘膠纖維加熱至400℃~2000℃。
 
4、石墨化：聚丙烯腈纖維加熱至2500℃~3000℃，瀝青2500℃~2800℃，粘膠纖維3000℃~3200℃。
 
5、表面處理：進(jìn)行氣相或液相氧化，賦予纖維化學(xué)活性，增大對樹脂的親和性。
 
6、上漿處理：此舉是防止纖維在過程中損傷，并提高與樹脂母體的親和性，使所得纖維具有各種不同的斷面結(jié)構(gòu)。
 
PAN基碳纖維的生產(chǎn)工藝大致如上，每個環(huán)節(jié)的加工過程都有著多個注意事項。想要制備高品質(zhì)的PAN基碳纖維可不是一件容易的事情，目前國內(nèi)在PAN基碳纖維的制備上還處在落后的階段，想要追上日本，可能還需要幾十年的努力，不然就會被對方卡脖子。