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碳纖維資訊:碳纖維的制備——懸浮聚合

文章出處:網絡責任編輯:編輯人氣:發表時間:2021-01-10【

  

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免引入金屬離子
為獲得高分子量的PAN共聚物,有人開發了溶劑一水懸浮聚正當。在這種方法中用溶劑跟水的混淆物作為聚合反應的介質,可能用偶(AIBN)作為引發劑,日本三菱人造絲公司1985年申請了溶劑一水懸浮聚合的專利等研究發明進步聚合液中水的含量有利于聚合物分子量的進步,因為水的鏈轉移系數小。
  懸浮聚正當特別適合制備機能優良的碳纖維用PAN原絲。碳纖維制品廠家由于碳纖維擁有極高的材質特性,因此碳纖維制品的強度大,硬度高,遠超過同體積同重量的金屬材質。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業領域有著廣泛的應用。這種方法聚合轉化率高,聚合時光短,得到的PAN聚合物分子量高,而且分子缺點少,牢固化環化初始溫度低。聚合溫度、pH值、增加劑用量、反應物(包含引發劑的濃度)、攪拌強度跟反應液的停留時光均可調節聚合物分子量。
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  碳纖維的缺點重要來源于原絲、牢固化、碳化工藝,其中原絲的缺點有很大一局部來源于聚合原料的金屬雜質,金屬雜質對CF力學機能有顯著影響。因此在聚合時聚合單體要精餾、過濾,采取高純水、高純溶劑,引發劑要不含金屬離子,設備防腐,避免引入金屬離子。

  聚合物的機能對碳纖維力學機能有很大影響,尤其是分子量對終極碳纖維的拉伸強度、模量有影響很大,日本三菱人造絲公司在1988年申請的專利中提到,選用絕對分子品質大于即是50X10 4的PAN共聚物可制備拉伸強度達到6.13GPa的碳纖維。碳纖維復合材料由有機纖維經過一系列熱處理轉化而成,含碳量高于90%的無機高性能纖維,是一種力學性能優異的新材料,具有碳材料的固有本性特征,又兼備紡織纖維的柔軟可加工性,是新一代增強纖維。碳纖維制品在之前還有一種說法是,碳纖維制品與同等質量的金屬材料相比,碳纖維的強度等于金屬強度的12倍。
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