碳纤维定制加工-碳纤维纺丝工艺汇总并且进行比较

2020-09-25 14:13:42 嘉兴恒隆复合材料有限公司 浏览次数 93

碳纤维定制加工-碳纤维纺丝工艺汇总并且进行比较


碳纤维定制加工纺丝工艺比较原丝生产是碳纤维的核心技术,原丝的质量好坏直接决定了碳纤维产品的质量、产量、生产 成本和市场竞争能力。质量低劣、均匀性差的丝在后续过程中会产生毛丝缠结、断丝的情况, 导致原丝损耗。原丝成本是整个碳纤维生产成本比例最大的一部分,占 50%以上,所以控制 好原丝质量至关重要。原丝按纺丝方法可分为湿法、干法、干湿法等。

湿法纺丝工艺湿法纺丝是将聚合物溶于溶剂中,通过喷丝孔喷出细流,进入凝固浴形成纤维的纺丝方法, 其工艺流程包括制备纺丝原液、原液从喷丝孔出形成细流、原液细流凝固成初生纤维、最后 再将初生纤维卷装或直接进行后处理。湿法纺丝的速度较低,且工艺流程复杂,生产成本较 高。

干法纺丝工艺。 干法纺丝和湿法纺丝一样,都是采用成纤高聚物的浓溶液来形成纤维,但与湿法纺丝不同的 是,干法纺丝时原液从喷丝孔压出形成的细流是进入凝固浴液,而是进入纺丝甬道中。甬道 中的热空气流会使原液细流中的溶剂快速挥发,并将挥发出来的溶剂蒸汽带走。在逐渐脱去溶 剂的同时原液发生固化,经拉伸定型洗涤干燥等后处理过程便可得到成品纤维。干法纺丝可 以进行连续生产,且纺丝速度高、产量大、对环境污染少,并且纤维质量及耐化学性和染色 性能比湿纺纤维好。干法纺丝的缺点在于生产的纤维耐氯性较差、工艺技术难度较大,生产 成本比干湿法高,比湿法低。

碳纤维定制加工喷湿纺丝工艺。干湿法,也称干喷湿纺法,是将干法与湿法纺丝相结合的纺丝方法。干湿法纺丝是将纺丝原 液从喷丝头压出后,先经过一段空气层,再进凝固浴,初生纤维从凝固浴液中导出后处理过 程与湿法纺丝相同。纺丝原液流出喷丝头后通过空气层时形成的纤维能在空气层中经受喷丝 头拉伸,并且液流胀大区形变不大,这样可进行高倍的喷丝头拉伸。根据《高分子材料加工 工艺学》书中提到,丝条进入凝固浴时已有一定取向度,且脱溶剂化程度较高,能快速固化, 因此纺丝速度比一般湿法纺丝快 5~10 倍,可达到 200~400m/min,纺丝机的生产率能极 大提高。干湿法纺丝溶液黏度可达 50~100Pa〃s 及以上,可提高纺丝原液的浓度,减少溶 剂的回收及单耗。此外,相比于湿法纺丝,干湿法能比较有效地调节纤维的结构形成过程。 干喷湿纺工艺生产效率高、生产出的碳纤维品质好、生产成本低。美国日本的碳纤维龙头公 司掌握干湿法技术,使用干湿法生产的碳纤维棒成为主流,但同时干湿法也是碳纤维行业公认 的难以突破的纺丝技术。国内中复神鹰于 2013 年率先突破技术难关,其干喷湿纺高性能碳 纤维工程化项目顺利通过国家级鉴定。

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