干噴濕紡法解決碳纖維生產(chǎn)技術(shù)難題

日期:2015-02-09 16:12閱讀次數(shù):
  干噴濕紡,顧名思義即紡絲液經(jīng)噴絲孔噴出后不立即進(jìn)入凝固進(jìn)行雙擴(kuò)散、相分離和形成絲條。如果說成纖是一物理過程,在干段發(fā)生的物理變化有利于形成致密化和均質(zhì)化的絲條,為生產(chǎn)高性能原絲奠定了基礎(chǔ)。
碳纖維布
(圖示:碳纖維板
 
  干噴濕紡的環(huán)境顯著不同于濕法和干紡,他們的差異有一下幾點(diǎn):
 
  1.紡絲液離開噴絲孔后,紡絲液細(xì)流先經(jīng)過空氣層,然后才進(jìn)入凝固浴。在空氣層,可近似看做溶劑和沉淀劑為0.
 
  2.在噴絲孔出口處,由于干噴濕紡可實(shí)現(xiàn)在牽伸,可能把脹大部分被牽伸變細(xì)后才進(jìn)入凝固浴。因此,干噴濕紡紡出的原絲和所制碳纖維表面較平滑而無溝槽。
 
  3.濕紡凝固浴溫度較高,一般采用50——60℃。因?yàn)闈窦彽墓毯枯^低,高溫促進(jìn)雙擴(kuò)散進(jìn)行,防止絲條表面粘接。但是,凝固浴溫度也布能太高。高溫促進(jìn)絲條之間的熱容并。對(duì)于干噴濕紡,凝固浴采用低溶劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)配比和低溫凝固。
 
  4.同樣的紡絲液,干噴濕紡出口處的最大膨脹與干法相似,但比濕紡大的多:濕紡細(xì)流表層開始凝固要比干噴濕紡早的多,同時(shí)也說明為什么干噴濕紡的噴絲孔直徑要比濕紡大的緣故。
 
  5.在細(xì)流表層因溶劑揮發(fā)而形成薄的致密層;當(dāng)進(jìn)入凝固浴后,這薄的致密層可抑制雙擴(kuò)散速度,阻止了大孔的生成,因而得透明而致密的凝膠絲條。
 
  用法紡絲得到的纖維,結(jié)構(gòu)比較均勻,皮芯層差異小,強(qiáng)度和彈性均有提高,截面結(jié)構(gòu)近似圓形,纖維表面光滑,纖維內(nèi)部缺陷少。紡出的纖維致密性好,體密度較高,可制得高性能碳纖維,在碳纖維復(fù)合材料使用領(lǐng)域優(yōu)于濕法紡絲碳纖維性能。

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