瀝青基碳纖維的制備方法

1)瀝青纖維的不熔化處理

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  該工藝是把瀝青纖維放在氧化的氣氛中進(jìn)行熱處理，使之在碳化時(shí)能禁受軟化點(diǎn)以上的高溫而不熔融，從而保障原料纖維在碳化進(jìn)程中連續(xù)堅(jiān)持纖維的外形。碳纖維板補(bǔ)強(qiáng)單向板材，其成型工藝是將碳纖維浸漬樹脂后在模具內(nèi)固化并連續(xù)拉擠成型。采用優(yōu)質(zhì)碳纖維原料與良好基本樹脂，碳纖維板材具有拉伸強(qiáng)度高、耐腐蝕性、抗震性、抗沖擊性等良好性能。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(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)槿绱耍饲笆澜缟咸祭w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。瀝青纖維的不熔化處理溫度個(gè)別為250～390℃，可采取氣相氧化、液相氧化，或二者結(jié)合利用。氣相氧化可用臭氧、氧氣、空氣以及鹽酸氣、SO3、SO3、NO2等各種氧化性氣體$液相氧化則可用硝酸、硫酸、高錳酸鉀、過氧化氫等氧化性液體。鑒于瀝青纖維的脆性跟低強(qiáng)度，不熔化時(shí)個(gè)別不施加張力，但在不使纖維斷裂的范疇內(nèi)施加有限的張力，可一定水平上進(jìn)步單絲的拉伸強(qiáng)度。 123456
  不熔化瀝青纖維的碳化
  
  碳化是制造ACF的重要工藝進(jìn)程，是指不熔化瀝青纖維在惰性氣氛中加熱升溫，消除纖維中可揮發(fā)的非碳組分的進(jìn)程及形成亂層類石墨結(jié)構(gòu)的進(jìn)程。碳纖維制品就是指以碳纖維預(yù)浸布為原材料，通過不同的加工方法，加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。其原理可分為兩局部：其一為揮發(fā)組分的去除；其二為殘留碳生成類石墨晶體。依據(jù)不熔化瀝青纖維在碳化進(jìn)程中分子結(jié)構(gòu)的變更，全部進(jìn)程可分為三個(gè)階段：階段，纖維產(chǎn)生脫水脫氫反應(yīng)，含氧基團(tuán)隨溫度升高而減少；第二階段，纖維分子結(jié)構(gòu)中羰基、羧基及酯基等耐高溫基團(tuán)消散，非碳物質(zhì)已基本脫除，同時(shí)，進(jìn)行碳結(jié)構(gòu)重排，使得纖維結(jié)構(gòu)致密化；第三階段，殘余非碳元素進(jìn)一步除去，殘留碳重排，生成類石墨結(jié)構(gòu)。該工藝對(duì)后面所進(jìn)行的活化影響大，故而把持該工藝顯然很重要。不熔化纖維的碳化可從兩方面進(jìn)行把持：為把持碳化進(jìn)程的升溫速度；第二為把持碳化的溫度跟碳化時(shí)光。

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