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聚丙烯腈碳纖維原絲的聚合反應(yīng)
聚丙烯腈是制造碳纖維的重要原料之一,它經(jīng)歷拉絲、牽伸、牢固、碳化、石墨化等步驟,就變成了機(jī)能優(yōu)勝的碳纖維原絲。碳纖維型材在之前還有一種說法是,
碳纖維制品與同等質(zhì)量的金屬材料相比,碳纖維的強(qiáng)度等于金屬強(qiáng)度的12陪。碳纖維制品擁有極高的材質(zhì)特性,因此碳纖維制品的強(qiáng)度大,硬度高,遠(yuǎn)超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因?yàn)槿绱?,此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家(美國(guó)、德國(guó)、日本、韓國(guó)),對(duì)于向中國(guó)輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù),保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前,我國(guó)碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口,還受到發(fā)達(dá)國(guó)家的嚴(yán)格控制。官網(wǎng)總結(jié)了生產(chǎn)的全步驟,具體可看《碳纖維生產(chǎn)進(jìn)程是怎么的》。本文小編要講的是聚丙烯腈碳纖維原絲的聚合反應(yīng)。
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丙烯睛的聚合屬于自由基加聚反應(yīng)。重要聚合方法可能分為懸浮、乳液跟溶液法。溶液法又分為均相溶液聚正當(dāng)跟非均相溶液聚正當(dāng)。所謂均相溶液聚正當(dāng)是指溶劑既是聚合單體的良溶劑,又是聚合產(chǎn)物PAN的良溶劑。這種聚合液不須要分別就可直接用來紡絲,稱為一步法。非均相溶液聚合的特點(diǎn)是溶劑僅是聚合單體的良溶劑,而是PAN的不良溶劑。在聚合進(jìn)程中產(chǎn)生相分別,聚合物PAN積淀出來,經(jīng)分別、干燥后,再溶于良溶劑中得到紡絲液,再紡成纖維,稱為兩步法。顯然,一步法的工藝進(jìn)步,流程短,不僅大大下降生產(chǎn)本錢,而且避免了繁縟兩步法進(jìn)程中引入雜質(zhì)的概率。因此,目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)高機(jī)能原絲大多采取均相溶液聚合一步法。而一步法的溶劑可用有機(jī)溶劑或無機(jī)溶劑兩大類。
當(dāng)初,世界有六家范圍大、技巧發(fā)達(dá)的碳纖維原絲生產(chǎn)商家,它們是日本的東麗、三菱、東邦,美國(guó)的Cyte
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C、Hexcel跟中國(guó)臺(tái)灣的臺(tái)塑,它們生產(chǎn)總值占到世界總產(chǎn)量的98%。碳纖維型材在之前還有一種說法是,碳纖維制品與同等質(zhì)量的金屬材料相比,碳纖維的強(qiáng)度等于金屬強(qiáng)度的12陪。所用的碳纖維原絲,都是來自這些有名的碳纖維廠商,再利用高科技,將它們加工產(chǎn)板、管、加工件等產(chǎn)品,如有須要,歡送前來來圖定制。