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聚丙烯腈:是如何制成的?
- 2020-05-09-

  Advansa的预氧化纤维是用聚丙烯腈制成的(聚丙烯腈通常称为PAN)。位于德国的工厂——Advansa正在为它的公司添加新的生产设施。但是,它是怎么制成的呢?尽管聚丙烯腈(PAN)的制造工艺已经很成熟,并且已被上述所有制造商所采用,但Advansa预氧化纤维保留了其自身制造工艺的一些细节,这也是他们的一个秘密,这使其聚丙烯腈(PAN)成为异常优质的前体。2014年在德国基地生产的聚丙烯腈将用于满足欧洲需求,并且将会补充Advansa公司目前向日本和美国供应的产品。

  使用丙烯腈单体生产聚丙烯腈(PAN)时包含四个基本阶段:聚合,纺丝和凝结,拉伸和绕卷。聚丙烯腈(PAN)前体的最终质量取决于准确进行的这些阶段,因此也影响许多应用中使用的碳纤维的质量。

  第一阶段:聚合

  该阶段是其它过程的基础,包括获得由单体(丙烯酸酯)组成的聚合物溶液。在溶剂,催化剂和一些添加剂中聚合,这种单体的比例因制造商的不同而不同,并且会影响前体在氧化阶段的稳定性。精心选择以优化其稳定性,它们还可以防止细丝粘结在一起。为此,后者通常用保护剂(硅产品)覆盖,这种保护剂可以防止长丝粘结在一起,并限制氧化机制在热处理过程中的放热效应,从而制造出碳纤维。

  纺丝和凝结

  这个新阶段取决于每个制造商选择的聚丙烯腈(PAN)溶剂和凝结剂溶液。与工艺有关的这些选择很重要,因为它们决定了聚丙烯腈(PAN)的纯度,而它的纯度直接关系到它的热稳定性和最终碳纤维的机械性能。单丝的形状和直径取决于所用链的形状和直径以及溶剂和凝结剂溶液的组合。取决于所使用的溶剂和凝结剂溶液,可以实现不同程度的表面规则性。碳纤维中存在的金属杂质的性质取决于聚丙烯腈(PAN)前体中存在的杂质以及制造前体中使用的盐。

  精加工处理

  单丝的洗涤,干燥和拉伸在纺丝和凝结阶段之后进行。为了使它们具有预期的轴向取向,拉伸操作可以使单丝伸长500%以上,然后进行热处理。这可以通过使它们通过加热辊或蒸汽来完成,并在最终精加工之前对其进行覆盖处理。

  绕卷

  以1,000至24,000组为一组,每根直径为10至20μm的单丝形成聚丙烯腈(PAN)前体,可以进行绕卷,然后转移到碳纤维生产设备中。对于某些纺织品应用(例如跳线,一些覆盖物等),聚丙烯腈(PAN)前体可以由48,000至320,000根长丝组成。

  新设施将确保在两年内,Advansa聚丙烯腈(PAN)前体生产基地将不再依赖于进口碳纤维提供的生产所需的原材料。

  如需聚丙烯腈和氧化聚丙烯腈纤维,欢迎联系百纳新材。


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