你不知道的碳纖維原絲紡絲工藝
碳纖維是如何從有機(jī)物變成無機(jī)高分子聚合物的？這個(gè)問題相信很多人都很好奇。碳纖維的制備過程復(fù)雜，涉及到工藝很多，想要相信介紹有點(diǎn)難。我們來挑其中一個(gè)工藝來說，看看碳纖維原絲紡絲的過程是怎樣的。
PAN基原絲纖維制備
PAN基碳纖維，全稱叫聚丙烯腈基碳纖維，是目前3種熱門的碳纖維前驅(qū)材料。在制備PAN基碳纖維的過程中，紡絲液從噴絲組件中噴出，進(jìn)入凝固浴后凝固成纖維狀固體。原生的絲狀纖維中，聚丙烯腈大分子是無序排列的，不利于原絲拉伸強(qiáng)度的提高。
想要獲得緊密排序的PAN基碳纖維原絲，就需要對聚丙烯腈纖維進(jìn)行牽伸，對原絲實(shí)在的牽伸倍率越高，原絲內(nèi)的聚丙烯腈大分子鏈的排列規(guī)整度越高，獲得高性能碳纖維的可能性越大。
碳纖維原絲紡絲的3種方式
拿PAN基碳纖維來說明，通常使用的紡絲方式有熔融法、干法和濕法。由于聚丙烯腈聚合物的分解溫度與熔融溫度接近，所以熔融法并不適用。干法方式是早先使用PAN原絲紡絲方式，該紡絲方式可以獲得致密的原絲，但生產(chǎn)能力較差，不適用批量使用，因此未得到大范圍的推廣應(yīng)用。
目前碳纖維原絲紡絲的方式為濕法紡絲，不僅從生產(chǎn)能力角度，也從設(shè)備設(shè)計(jì)角度來說，更加符合需求。
濕法如何進(jìn)行碳纖維的紡絲
濕法紡絲工藝，是聚合物在凝固過程發(fā)生在液相中的一種紡絲方式，同行濕法紡絲又可細(xì)分為濕噴濕紡和干噴濕紡。其中噴絲板浸入凝固浴中，紡絲原液通過噴絲板進(jìn)入凝固浴的為濕噴濕紡；噴絲板不與凝固浴直接接觸，紡絲原液從噴絲板噴出后首先經(jīng)過一定距離的空氣段，然后進(jìn)入凝固浴中凝固，這種方法稱為干噴濕紡。
經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn)，干噴濕紡較濕噴濕紡，紡絲過程中的牽伸倍率提升明顯，整體紡絲速度得到大幅提升，同時(shí)更加調(diào)控纖維的結(jié)構(gòu)形成過程以及其物理機(jī)械性能。雖然干噴濕紡的效果更高，但濕噴濕紡的方式也具備其自身的優(yōu)勢，因此以上2種方式目前各有應(yīng)用。
國內(nèi)生產(chǎn)的T300碳纖維就可以選擇濕噴濕法的方式，而想要提高碳纖維的性能，如制備T700、T800這樣強(qiáng)度的碳纖維則需要采用干噴濕法紡絲的方式了。如何選擇碳纖維紡絲方式，依賴于具體的需求。
