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干噴濕紡法解決碳纖維生產技術難題

日期:2015-02-09 08:12:51閱讀次數:107
  干噴濕紡,顧名思義即紡絲液經噴絲孔噴出后不立即進入凝固進行雙擴散、相分離和形成絲條。如果說成纖是一物理過程,在干段發生的物理變化有利于形成致密化和均質化的絲條,為生產高性能原絲奠定了基礎。
碳纖維布
(圖示:碳纖維板)
 
  干噴濕紡的環境顯著不同于濕法和干紡,他們的差異有一下幾點:
 
  1.紡絲液離開噴絲孔后,紡絲液細流先經過空氣層,然后才進入凝固浴。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,由于干噴濕紡可實現在牽伸,可能把脹大部分被牽伸變細后才進入凝固浴。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℃。因為濕紡的固含量較低,高溫促進雙擴散進行,防止絲條表面粘接。但是,凝固浴溫度也布能太高。高溫促進絲條之間的熱容并。對于干噴濕紡,凝固浴采用低溶劑質量分數配比和低溫凝固。
 
  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:濕紡細流表層開始凝固要比干噴濕紡早的多,同時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.在細流表層因溶劑揮發而形成薄的致密層;當進入凝固浴后,這薄的致密層可抑制雙擴散速度,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,結構比較均勻,皮芯層差異小,強度和彈性均有提高,截面結構近似圓形,纖維表面光滑,纖維內部缺陷少。紡出的纖維致密性好,體密度較高,可制得高性能碳纖維,在碳纖維復合材料使用領域優于濕法紡絲碳纖維性能。
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